Memoire Online - à‰tude de la consommation en eau et du rendement d'une culture de soja (glycine max (l.) merr.) sur un sol ferrallitique tropical au sud-Bénin.

Je certifie que ce travail effectué dans le cadre de l'obtention du Diplôme d'Etudes Approfondies (DEA) a été entièrement réalisé sous ma supervision par Vivien Chaim DOTO du Département d'Aménagement et Gestion de l'Environnement (AGE) de la Faculté des Sciences Agronomiques (FSA) de l'Université d'Abomey-Calavi (UAC).

Prof. Dr. Jr. Euloge K. AGBOSSOU
Maître de Conférences CAMES en Hydraulique Agricole
Enseignant Chercheur à la FSA
Directeur du LHME

Liste des abréviations et acronymes

ASECNA Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à

Liste des Figures

Figure 7: Evolution de la pluviométrie moyenne mensuelle et de l'ETP de 1971 à 2008 25

Figure 9: Localisation des prélèvements des échantillons de sol dans une parcelle 34

Figure 11: Evolution de la pluviométrie durant la période d'essai et les 40 dernières années 39

Figure 13 : Relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau à 20cm 42

Figure 14 : Relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau à 40cm 42

Figure 20 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 20 cm. 48

Figure 21 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 30 cm. 49

Figure 22 :Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 20 cm. 50

Figure 23 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 30 cm. 50

Figure 24 : Evolution de la température minimale et de la température maximale 57

Figure 26 : Variation de la hauteur des plantes de soja en fonction du régime hydrique 60

Figure 27 : Aspect et nombre des nodosités d'un soja mal inoculé et bien inoculé 72

Liste des Tableaux

Tableau 6 : Détermination de la conductivité hydraulique aux profondeurs 20 cm et 40 cm 41

Tableau 7 : Estimation de la consommation en eau du soja suivant les différentes phases. 52

Tableau 8 : Estimation de la consommation en eau du soja suivant les différentes phases. 53

Liste des Annexes

Résumé

La présente étude a pour objectif principal l'évaluation de la consommation en eau et de la productivité d'une culture de soja suivant les différents stades de développement. L'étude s'est déroulée dans la ferme expérimentale du Lycée Agricole Médji de Sékou (commune d'Allada) et a couvert la période allant du 23 septembre 2008 au 17 janvier 2009.

La méthodologie adoptée a consisté à la mise en place d'un essai factoriel à trois répétitions avec l'irrigation comme facteur principal et l'inoculation comme facteur secondaire. La combinaison de ces facteurs à deux niveaux de modalités a conduit à quatre traitements qui ont été répartis de façon aléatoire à l'intérieur des trois blocs installés. Ainsi, douze parcelles ont été suivies au total. Un groupe de six parcelles a été irrigué et l'autre laissé sous régime pluvial. Le suivi humidimétrique et tensiométrique associé à l'évaluation de la croissance en hauteur des plants a permis d'analyser le comportement physiologique des plants de soja, d'évaluer le bilan hydrique et de déterminer la consommation en eau du soja.

Au terme de cette étude, les résultats humidimétriques et tensiométriques ont révélé des périodes de stress hydrique au cours des stades végétatif et de floraison dans les parcelles non irriguées. En outre, les charges hydrauliques sont restées faibles dans les parcelles irriguées et élevées dans les parcelles non irriguées où elles suivent le rythme des pluies. Les résultats du bilan hydrique ont montré un drainage généralisé dans les parcelles irriguées durant toute la période d'essai alors que des phénomènes de remontées capillaires ont été plus fréquents dans les parcelles non irriguées. Ce résultat confirme les gradients de charge généralement négatifs dans les parcelles irriguées et positifs dans les parcelles non irriguées. Les apports d'eau proposés à titre indicatif en cas d'un déficit pluviométrique de 3 à 5 jours sont équivalents à la réserve facilement utilisable du sol (15 mm). Les résultats du fonctionnement physiologique du soja ont montré que les conditions optimales de croissance végétative (10°C - 30°C) ont été remplies durant toute la période d'essai. La teneur moyenne en protéine a été évaluée à 45% de la matière sèche des grains déshuilés, avec un rendement en grains de 1,4 t/ha dans les parcelles irriguées contre un rendement en grains de 0,6 t/ha pour une teneur moyenne en protéine de 40,4% dans les parcelles non irriguées. La hauteur moyenne atteinte sur ces deux groupes de parcelles était respectivement égale à 70 cm et 32 cm. Cette différence de réponse à l'eau a été significative au seuil de 5% de probabilité.

Enfin des suggestions ont été faites pour élargir les connaissances sur la réponse du rendement du soja à l'eau.

Abstract

This study was carried out to determine the water consumption and the productivity in relation with the inoculation of soybean during the growth periods. The study was conducted in the High School Medji Agricultural of Sekou (commune of Allada) from September 23, 2008 to January 17, 2009.

The methodology focused on humidimetric and tensiometric measurements in different plots of the experimental design (randomized complete blocks). Each object of the combination of the levels of the two factors (irrigation and inoculation) is repeated once in each block installed. The weekly measurement of plant height and yield estimation and its main components was used to analyse the physiological behaviour of soybean in relation to soil moisture. The water assessment analysis allowed proposing a better water management in rainfall regime.

At the end of this field experiment, hudimetric and tensiometric results revealed periods of water stress especially localised in the vegetative and flowering stages in the non-irrigated plots. Moreover, hydraulics charges remained weaker in the irrigated plots and rose in the non-irrigated plots where they follow the rate of the rains. The results of water balance showed that the generalized drainage in the irrigated plots during the all experiment period while capillary phenomena ascents were more regular in the non-irrigated plots. This result confirms the generally negative gradients charges noted in the irrigated plots and positive in the non-irrigated plots. Moreover, water consumption of soybean in non-irrigated plots is higher (3.22 mm/j) during the vegetative stage while in irrigated plots daily water consumption is higher (5.4 mm) during the flowering stage. To maintain a higher yield and higher seed quality, supplemental irrigation depth may be equivalent to the reserve easily usable of the soil (15mm) for 3 to 5 days of a rainfall deficit. The results of physiological functioning of soybean showed that the optimal conditions for vegetative growth (10°C - 30°C) have been met throughout the experimental period. The average content of protein was equal to 45% of the dry grain oiled for 1.4 t/ha of grain yield in the irrigated plots against 0.6 t/ha of grain yield for 40.4% of protein in non- irrigated plots. The average height reached on these two groups of plots was respectively equal to 70 cm and 32 cm. This difference in response to water was significant at the 5% probability.

Finally suggestions made to widen knowledge in the response to water of the yield of soybean.

Remerciements

Au terme de ce travail, je tiens à formuler mes sincères remerciements à tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à sa réussite.

Mes sentiments respectueux s'adressent d'abord à l'égard du Prof. Dr. Ir. Euloge K. AGBOSSOU, Directeur du Laboratoire d'Hydraulique et Maîtrise de l'Eau (LHME) de la Faculté des Sciences Agronomiques et superviseur du présent mémoire. Je le remercie pour sa confiance, son appui et son judicieux concours aux différentes étapes de ce travail qui ont contribué grandement à sa réussite. Votre rigueur au travail et vos différents conseils m'ont été d'un grand secours pour mener à bien ce travail.

Mes remerciements vont ensuite à l'endroit du Docteur Pascal HOUNGNANDAN, chef du Laboratoire de Microbiologie de la Faculté des Sciences Agronomiques qui nous a assuré les conditions indispensables à l'achèvement de ce travail et enfin au Projet NPT- BEN145/FSA qui a entièrement financé le présent travail.

Je remercie pour finir Dr. Ir. Bernard AHAMIDE pour ses multiples conseils, l'ensemble du personnel du Lycée Agricole Médji de Sékou pour leur franche collaboration et tous mes parents, mes frères et soeurs pour leur encouragement.

Table des matières

6.1.2 Conditions d'alimentation en eau des parcelles d'essai et doses appliquées 37

6.3.4 Proposition pour une amélioration de la gestion de l'eau en régime pluvial 55

Introduction

L'atteinte à l'autosuffisance alimentaire reste une priorité pour les pays en voie de développement notamment pour les pays subsahariens. Pour atteindre cet objectif, ces pays à économie rurale, doivent nécessairement trouver des produits animaux, végétaux pouvant répondre à leurs besoins alimentaires et nutritionnels à moindre coût. De plus, l'immense besoin en protéines au niveau mondial d'une part, le coût élevé des engrais azotés, voire leur insuffisance dans certains cas d'autre part, ont poussé la recherche à se pencher sur la culture des légumineuses protéagineuses capables d'utiliser l'azote atmosphérique par l'intermédiaire d'une association symbiotique (FAO, 1996).

La population mondiale devra passer de 5,8 milliards de personnes en 1996 à environ 8,3 milliards en l'an 2025 alors que la superficie de terre cultivable ne cesse de diminuer (FAO, 1996). Pour cela, il faut trouver un moyen pour profiter au maximum des terres en cultivant des plantes à grande utilité comme le soja, tout en tenant compte de l'environnement pour que les ressources naturelles puissent être utilisées de façon durable. De plus, le tourteau de soja riche en protéines devient la base de l'alimentation animale, non seulement des porcs et volailles mais aussi des ruminants (FAO, 1995). En plus de sa consommation fraîche (verte ou germée), le soja sert à la fabrication de la farine, du lait et encore de produits fermentés tels que la sauce de soja, le fromage de soja, etc. (de Staercke, 1990). En outre, intercalé dans les assolements céréaliers, le soja améliore la structure du sol, permet de réduire sa salinité et intervient dans l'amélioration de la fertilité du sol par les nodosités qui laissent une quantité d'azote évaluée à 30-60 unités, parfois d'avantage. De plus, le soja ne nuit pas à l'environnement mais au contraire la culture de soja réduit la pollution de la nappe phréatique car la culture n'a pas besoin des nitrates durant son cycle végétatif ; ceci étant un des objectifs de l'agriculture durable (Kabalan, 1998).

L'agriculture béninoise est confrontée à d'énormes problèmes au niveau de la commercialisation de la production agricole, du fait que la majorité des agriculteurs font pratiquement les mêmes cultures traditionnelles et du fait de la ressemblance de la production avec celle des pays voisins du point de vue qualité, productivité et dates de récolte (Biaou, 1993). Dans le cadre de la diversification de la production agricole, la culture de soja peut constituer une alternative et peut intervenir dans les rotations des cultures surtout que le soja est une légumineuse fixatrice d'azote dans le sol. En outre, les besoins d'aliments pour les animaux augmentent de plus en plus d'où l'importance de cette culture de soja pour la production de tourteaux constituant une base supplémentaire importante de l'alimentation des

vaches laitières. Le soja est riche en protéines et peut donc se substituer à la viande, au lait et aux oeufs, produits qui font défaut dans beaucoup de régions du pays (FAO, 1995). Ce sont en outre des protéines qui ne coûtent pas cher à la production et fournissent à l'homme la plupart des acides aminés indispensables (de Staercke, 1990).

Le soja a été introduit au Bénin en 1945 (MAEP, 2004) et a connu d'énormes difficultés dans sa production à l'instar des autres cultures à cause des péjorations climatiques des années 70 (Agbossou et Sintondji, 2000). Les meilleurs rendements (565 à 1450 kg/ha) ont été obtenus dans les Départements du Nord (MAEP, 2004). Bien que la culture du soja traditionnelle sous régime pluvial continue d'enregistrer des rendements acceptables mais fluctuants surtout lorsque les graines sont non inoculées (au Bradyrhizobium par exemple), une irrigation d'appoint en relation stricte avec les stades phénologiques serait une alternative pour augmenter et stabiliser le rendement et la composition des graines d'une saison à une autre. L'irrigation du soja au Bénin reste un domaine peu exploré. C'est ce qui explique l'importante fluctuation du rendement d'une saison à une autre puisque les conditions climatiques actuelles ne favorisent plus des rendements élevés. De plus, la plante est particulièrement sensible aux manques d'eau et de nutriments, ainsi qu'aux excès de température au moment de la germination, de la floraison et de la croissance des graines (Jonathan et al., 2000; Dogan et al., 2007). Ainsi pour maintenir un rendement élevé et la qualité intrinsèque du soja d'une saison de culture à une autre, une irrigation de complément constituerait la principale alternative. La maîtrise de l'eau à travers l'irrigation devient donc nécessaire pour garantir et stabiliser la production de cette légumineuse. Les études menées dans diverses zones agro-écologiques sur la consommation en eau des plantes ont montré que le climat et le potentiel génétique de la culture influencent fortement leurs besoins en eau qui varient d'une zone agro-écologique à une autre (Adams, 1990 ; Agbossou, 1994 ; Attakin, 2001 ; Langerllier, 1989). Mais pour irriguer, il faudra d'abord connaître les besoins en eau de la plante durant ses divers stades de développement. Autrement dit, les questions auxquelles il faudra répondre pour permettre une bonne production du soja sont :

C'est dans ce cadre que la présente étude intitulée « Etude de la consommation en eau et du rendement d'une culture de soja (Glycine max) en relation avec l'inoculation sur un sol ferrallitique au Sud-Bénin » vise à contribuer à la connaissance scientifique des besoins en eau du soja au Sud-Bénin. Spécifiquement il s'agit de :

V' estimer la consommation en eau du soja en fonction des phases phénologiques ;

V' faire une proposition d'irrigation d'appoint pour une gestion efficace de l'eau ;

V' analyser les effets de l'irrigation en relation avec l'inoculation sur le rendement du

Pour rendre compte des résultats de la présente recherche, le rapport a été structuré comme suit :

Après l'introduction qui expose la problématique de l'étude, justifie son importance et indique les différents objectifs à atteindre, la première partie du présent rapport axée sur la synthèse bibliographique, fait état des connaissances sur le matériel végétal utilisé, les méthodes d'irrigation de la culture et le mouvement de l'eau dans le sol.

La deuxième partie quant à elle expose le matériel utilisé, les pratiques culturales, le dispositif expérimental mis en place et les techniques de collecte, de traitement et d'analyse des données.

Dans la troisième partie, les résultats issus de l'étude sont commentés et discutés. Enfin, l'analyse des différents résultats a permis de présenter en conclusion un certain nombre d'enseignements et de suggestions pour une meilleure conduite de la culture du soja et partant une amélioration de la réponse du rendement à l'eau.

PREMIèRE PARTIE: SyNThèSE BIBlIOGRAPhIQUE

1.1. Origine de l'espèce et expansion

Le soja est souvent considéré comme l'une des plus anciennes plantes cultivées. Il est originaire du nord et du centre de la Chine (Javaheri et Baudoin, 2001). La première mention de la plante provient d'une série de livres décrivant les plantes de Chine, le Pen Ts'ao Kong Mu, écrit par l'empereur Sheng Nung en 2838 av. J.-C. Certains indices historiques et géographiques permettent de supposer que la plante a été mise en culture pour la première fois dans la moitié Est de la Chine, entre les XVII^e et XI^e siècles av. J.-C. (Hymowitz et Newell, 1981). Le soja a été introduit en 1765 aux Etats-Unis, en Europe autour de 1790 et en 1893 au Canada, où il a d'abord été cultivé en Ontario, comme fourrage (Hymowitz et Harlan, 1983). En Afrique, le soja a été introduit au début du 19^è siècle où il a d'abord été cultivé en Algérie. Des rapports indiquent que la plante a ensuite été cultivée depuis le début du 20^è siècle au Nigéria, en Ouganda, en République Démocratique du Congo (ex Congo-Kinshasa) et au Zimbabwé. Aux Etats-Unis, la production a connu une progression sensible durant la seconde guerre mondiale afin de répondre à une demande accrue en huiles végétales. Depuis les années 1970, la production s'est étendue dans les régions tropicales, y compris en Afrique tropicale.

1.2. Origine taxonomique de l'espèce

Le Glycine max (G. max) appartient au sous-genre Soja, qui comprend également le G. soja et le G. gracilis. Le G. soja est un soja sauvage poussant dans les champs, les haies, les bords de route et les rives de cours d'eau, dans de nombreux pays d'Asie. Le G. gracilis est considéré comme une forme de G. soja semi-sauvage ou se comportant en mauvaise herbe. Il possède certains caractères phénotypiques intermédiaires entre ceux du G. max et du G. soja. Le G. gracilis constitue peut-être une étape de la différentiation du G. max à partir du G. soja (Fekuda, 1933). Il pourrait aussi être le résultat d'une hybridation entre ces deux espèces.

1.3.1. Morphologie

Le Glycine max (G. max), ou soja cultivé, appartient à la famille des Légumineuses, à la sous-famille des Papilionacées, à la tribu des Phaséolées, au genre Glycine et au sous-genre Soja. Il s'agit d'une espèce tétraploïde diploïdisée (2n=40). La plante est annuelle, herbacée, dressée, et peut atteindre une hauteur de 1,5 m. Il existe des cultivars de soja à croissance

indéterminée, à croissance déterminée et à croissance semi-déterminée. Chez les génotypes à croissance déterminée, l'activité végétative des bourgeons apicaux cesse dès que ceux-ci se transforment en inflorescence terminale ou axillaire. Chez les génotypes à croissance indéterminée, l'activité végétative se poursuit pendant la floraison. Enfin, chez les génotypes à croissance semi-déterminée, la croissance est essentiellement indéterminée, mais l'activité végétative cesse brusquement après la floraison (Javaheri et Baudoin, 2001).

Les premières feuilles sont simples, opposées et ovées, tandis que les suivantes sont trifoliolées et alternées; la plante possède en outre parfois des feuilles présentant plus de trois folioles (Tenuta, 2002).

Le système racinaire, à nodosités, est formé d'une racine pivotante où prend naissance un système de racines latérales. La plupart du système racinaire latéral explore la couche des 15 à 20 cm supérieurs du sol (Javaheri et Baudoin, 2001). Le système racinaire poursuit son développement pendant la plus grande partie du cycle de vie du soja et reste fonctionnel jusqu'à ce que la plante approche de la maturité physiologique.

Le soja est généralement pubescent. Chez la plupart des cultivars, la plante est couverte de fins trichomes variables du point de vue de la disposition (dressés, apprimés, crépus), de la densité (denses, clairsemés) et de la teinte (jaune, gris, argenté), mais il existe aussi des variétés glabres. La fleur, de type papilionacé, possède un calice tubulaire de cinq sépales, une corolle de cinq pétales (l'étendard, les ailes et les deux pétales formant la carène), un carpelle unique ainsi que dix étamines, dont neuf sont soudées et une dixième, la postérieure, est libre. Les étamines forment d'abord un anneau à la base du stigmate, puis s'allongent un jour avant la pollinisation et forment alors un anneau autour du stigmate. Le stigmate commence à être réceptif environ 24 heures avant l'anthèse et le demeure pendant 48 heures après l'anthèse (Javaheri et Baudoin, 2001). Les anthères mûrissent dans le bourgeon et pollinisent directement le stigmate de leur propre fleur. Le taux d'autogamie est donc élevé, et la pollinisation croisée se produit dans moins de 1% des cas. Chez certains cultivars, 80% des fleurs avortent (Piper et Boote, 1999).

Le fruit est une gousse velue, droite ou légèrement courbée, d'une longueur de deux à sept centimètres; elle est formée par les deux moitiés du carpelle, soudées le long de leurs bords dorsal et ventral. La graine est généralement ovale, mais peut varier, selon les cultivars, de presque sphérique à allongée et aplatie. Le même plant de soja peut produire jusqu'à 400 gousses, à raison de deux à vingt par noeud. Chaque gousse renferme une à quatre graines

(Wilcox et Shibles, 2001). Ni la gousse, ni les graines, ne possèdent de caractères morphologiques favorisant leur transport par les animaux.

1.3.2. Capacité de fixation d'azote

Le soja est l'une des légumineuses les plus efficaces dans la fixation biologique de l'azote qui se déroule principalement pendant le stade de remplissage des gousses. La quantité d'azote fixée à partir de l'atmosphère peut varier de 14 à 300 kg/ha, suivant le potentiel de rendement de la culture et les facteurs physique, nutritionnels et biologiques qui affectent l'efficacité du processus de fixation (Tewari et al., 2002 et 2003). L'alimentation en azote d'un soja dépend de la présence d'un nombre suffisant de nodules sur son système racinaire (Angie, 2009) comme le montre la Figure 1.

En Afrique, on rencontre des problèmes de production, de distribution et de l'application de l'inoculum spécifique (Peoples et Herridge, 1990). Heureusement, certains cultivars sélectionnés localement forment de nombreuses nodosités au contact de différents rhizobiums natifs. Ils sont appelés cultivars à nodulation naturelle abondante (promiscuous cultivars). On a identifié ces cultivars à haut rendement dans de nombreux pays africains. Au Nigeria et en Zambie, ils sont maintenant cultivés par des milliers de petits agriculteurs qui autrement, sans accès à l'inoculum, n'auraient pu cultiver le soja. Les grandes exploitations agricoles utilisent des cultivars classiques qui exigent un inoculum spécifique produit en laboratoire. Les cultivars à nodulation naturelle abondante peuvent être inoculés eux aussi lorsque de l'inoculum est disponible.

1.4. Résumé des exigences écologiques du G. max

Le soja est une plante nyctipériodique «préférante», c'est-à-dire qu'il fleurit plus vite dans les conditions de jour court (Garner et Allard, 1920), mais des cultivars indifférents à la longueur du jour ont été développés récemment au Brésil (Javaheri et Baudoin, 2001). Le photopériodisme et la réaction à la température couplés à la date de semis sont des éléments importants quand il s'agit d'établir les zones d'adaptation des cultivars (Tenuta, 2002 ; Hariprasad et al., 2009). Ces zones sont des bandes est-ouest déterminées par la latitude et la longueur des jours. On distingue ainsi trente groupes de précocité. A l'intérieur de chaque groupe de précocité, les cultivars peuvent être hâtifs (précoces), intermédiaires ou tardifs. Les semences germent quand la température du sol varie entre 5 et 40°C, et la levée a lieu 5 à 7 jours plus tard si les conditions sont favorables. La croissance végétative est lente ou nulle à 10°C et optimale à 30°C (Doorenbos et Kassam, 1987). Les températures supérieures à 40°C affectent le taux de croissance, l'apparition des fleurs et la formation des gousses. La formation des fleurs est ralentie à des températures inférieures à 25°C. Pendant les stades de reproduction, le soja est particulièrement sensible aux basses températures nocturnes (Meier, 2001). La formation des gousses diminue sous 22°C et il ne se forme plus de gousses en dessous de 14°C (Calu, 2004). La température nocturne optimale est comprise entre 22 et 27°C.

Le cycle de, vie du soja comporte deux phases critiques en ce qui concerne les besoins en eau: la période qui va du semis à la levée et le stade de remplissage des gousses. La consommation d'eau varie d'environ 250 mm dans des situations sèches jusqu'à environ 850 mm dans des conditions optimales. Seuls 25% à 30% de l'eau consommée par une culture de soja le sont avant la floraison : 45% sont utilisés pendant la période de remplissage des gousses (Doorenbos et Kassam, 1987 ; Dogan et al., 2007). Le soja peut tolérer de courtes périodes de stress hydrique. La perte de fleurs et de gousses précoces peut être compensée par celles produites lorsque l'humidité est à nouveau disponible. Le soja pousse bien sur une grande variété de sols à condition qu'ils soient bien drainés. La culture tolère relativement bien une saturation temporaire du sol en eau. Les sols argileux et les sols qui ont tendance à se compacter peuvent poser des problèmes lors de la germination. Le soja a des difficultés pour bien se développer dans les sols acides, qui peuvent nécessiter un amendement calcaire (Javaheri et Baudoin, 2001). Dans une nouvelle zone de production, il faut parfois inoculer

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

Chapitre 2: Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

2.1. Rotation

Le soja est souvent cultivé en rotation avec des plantes comme le blé, les céréales et les haricots secs qui bénéficient de l'azote fixé par la légumineuse. Ces rotations réduisent également l'incidence des ravageurs et des maladies, et améliorent l'état physique et chimique du sol. Une culture de soja mobilise environ 300 kg d'azote par hectare dont environ 40 % est restitué au sol à la récolte (Colomb et al., 2009). Une partie de cet azote est alors disponible pour la culture suivante. D'après les études menées depuis plusieurs années par le CETIOM sur différents sites, la dose optimale d'azote à apporter sur un maïs derrière un soja est inférieure de 30 à 50 unités par rapport à une monoculture de maïs (Raimbault, 2002).

2.2. Préparation du sol et semis

Les pratiques traditionnelles de préparation du sol utilisées pour le maïs et d'autres cultures conviennent également pour la production de soja. Le soja s'accommode également d'un labour minimum et de l'absence de labour (zero-tillage). Dans les petites exploitations, la préparation des champs se réalise presque uniquement par la force humaine et animale. La végétation est coupée et brûlée, après quoi des buttes ou des billons sont faits en enfouissant les débris de plantes et les adventices là où des problèmes de drainage sont envisagés (Doorenbos et Kassam, 1987).

Les semis se font de préférence à une profondeur de 2,5 à 5 cm selon la texture du sol suite au choix des cultivars, tout en tenant compte des conditions climatiques et du niveau de gestion. Une densité de semis de 80 à 120 kg/ha est recommandée selon la taille et la capacité germinative des semences (Javaheri et Baudoin, 2001). Le traitement préventif des semences contre les ravageurs et les maladies transmis par le sol peut améliorer la germination et la levée. Cependant, certains traitements comme le mélange captane- malathion peuvent avoir un effet défavorable sur l'efficacité de l'inoculum (Raimbault, 2002).

L'espacement des plantes dépend du génotype, de la culture intercalaire et des pratiques de culture. En culture pure, l'espacement des lignes varie de 25cm à 90 cm. La meilleure combinaison d'espacement des lignes et de peuplement des plantes est celle qui, assure une interception de 95% du rayonnement à activité de photosynthèse au début du stade de remplissage des gousses; ceci exige que les plants forment un couvert dense (Calu, 2004)). Les peuplements denses de plantes augmentent le rendement des cultivars de petite taille à

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

maturité précoce, car ils hâtent la fermeture du couvert et assurent une meilleure interception de la lumière. Par contre, les rendements de cultivars à maturité tardive sont souvent moins élevés avec une telle densité de peuplement en raison de la verse. Les faibles espacements entre lignes (<60 cm) favorisent des rendements plus importants, mais exigent un désherbage chimique efficace pour la production à grande échelle. Les larges espacements entre lignes (>75 cm) permettent un désherbage mécanisé, mais les gousses ont tendance à se former près du sol. L'espacement dans la ligne doit être prévu de manière à obtenir un peuplement de 35 à 40 plants/m² (Javaheri et Baudoin, 2001). La culture en poquet est pratiquée dans certains systèmes à petite échelle; 5 à 10 semences sont placées dans des poquets espacés de 15 à 25 cm. Les dates de semis optimales sont celles qui produisent une levée rapide et fournissent la période végétative la plus longue pour les cultivars. Il est généralement déconseillé de semer dans un sol sec, même si les semences de haute qualité peuvent conserver leur viabilité dans ces conditions pendant 10 jours (Doorenbos et Kassam, 1987).

2.3. Contrôle des adventices et fertilisation

Les rendements de soja ont tendance à augmenter lorsque les champs sont exempts d'adventices jusqu'à environ 40 jours après les semis, lorsque la croissance des plantes est relativement lente (Zhang et al., 2004a). Dans la production à petite échelle, 2 à 3 désherbages manuels sont effectués d'habitude au cours de cette période. Les cultures de soja à grande échelle sont désherbées soit chimiquement, soit mécaniquement. L'emploi d'herbicides est répandu chez les cultivateurs de soja mécanisé afin de contrôler les graminées et les dicotylédones en pré-semis, en pré-levée et en post-levée.

Le soja utilise de manière efficace la fertilité résiduelle et répond rarement à un épandage direct d'engrais. Cultivé en rotation avec les céréales, le soja bénéficie de l'engrais appliqué aux céréales. Le soja peut satisfaire 85% (parfois 100%) de ses besoins en azote par le biais de la fixation biologique d'azote (Sinclair et al., 2007). Une carence en azote (feuillage pâle) peut être observée lorsque la fixation de N2 est inefficace (c'est-à-dire qu'il n'y a pas d'inoculation des semences, si la plante ne produit pas de nodosités, ou si des cultivars à nodulation naturelle abondante ne sont pas bien adaptés). Les symptômes disparaissent généralement dès que les nodosités commencent à fonctionner. En cas de fertilisation directe, il faut épandre du phosphore (P) et du potassium (K) avant le semis si le P disponible est inférieur à 30 à 40 kg/ha et si le K échangeable est inférieur à 200 à 240 kg/ha (Javaheri et Baudoin, 2001). Une carence de P réduit l'efficacité de fixation biologique de l'azote alors

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

qu'une carence en K provoque des retards de maturation, une incidence accrue des maladies des graines et une diminution de la qualité des semences. Les champs qui donnent 2,3 t/ha exigent environ 45 kg de _P2O5 et de K2O (Sinclair et al., 2007). Le calcium (Ca) exerce de nombreuses fonctions dans le soja. Si la fourniture aux racines est interrompue, le taux de croissance est immédiatement réduit et les pointes des racines meurent graduellement (Boydak et al., 2002). Dans les sols à faibles niveaux de Ca disponible, le chaulage est donc indispensable surtout pour assurer un apport de Ca, et accessoirement pour augmenter le pH du sol. Un pH réduit du sol affecte la fixation du N2. La quantité de chaux nécessaire pour corriger l'acidité di sol, le coût élevé de son transport et les rendements assez faibles obtenus par les petits cultivateurs rendent l'utilisation de la chaux trop coûteuse et non rentable pour eux. Ainsi, sans une certaine forme de subvention ou d'assistance, surtout en Afrique subsaharienne, le secteur des petites exploitations ne sera sans doute pas en mesure d'amender ses sols par chaulage et d'en maintenir la fertilité (Javaheri et Baudoin, 2001).

2.4. Maladies et ravageurs

Les maladies rencontrées chez le soja résultent des actions unilatérales ou conjuguées des champignons, des bactéries et des virus. A travers le monde, il a été relevé plus de 100 maladies du soja, dont la plupart sont imputables à des champignons. Environ 35 d'entre elles ont une incidence économique. Beaucoup de ces dernières sévissent en Afrique. L'utilisation de cultivars résistants constitue la méthode la plus économique et la plus sûre pour combattre les maladies.

Au niveau des ravageurs du soja, les agents pathogènes sont des insectes (Nezara viridula, Xanthodes graellsii très répandus en Afrique, etc) et des nématodes (Javaheri et Baudoin, 2001). Ces insectes par leur nature phytophage limitent la photosynthèse chez le soja alors que les nématodes endommagent les racines qui s'affaiblissent et ne peuvent plus absorber suffisamment d'eau et d'éléments nutritifs pour soutenir la croissance de la plante. Par ailleurs, en période de sécheresse, les termites peuvent attaquer les racines, les tiges et les rameaux. Les verts gris (Agrotis spp.) endommagent parfois les plantules. Ce qui conduit parfois à d'importants resemis.

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

2.5. Rendement

Le rendement du soja varie considérablement suivant le génotype, le système de culture, le niveau de développement de l'agriculture et l'environnement économique. Dans le monde, les rendements moyens du grain du soja varient de 550 à 2200 kg/ha (Sinclair et al., 2007). Des cultivars adaptés à un rendement élevé peuvent produire de 3500 à 5000 kg/ha sous réserve de bonne gestion (Karen et al., 2005). Des travaux récents menés en Australie ont indiqué qu'il est possible d'obtenir des rendements encore supérieurs à 5000 kg/ha (soja paddy) si l'humidité du sol est maintenue à la capacité de rétention pendant toute la durée du cycle de culture (Karen et al., 2005 ; Liao et al., 2008). Dans les systèmes de rotation blé irrigué- soja à intrants élevés et bien gérés au Zimbabwe et en Zambie, on a signalé des rendements de 5 à 6 t/ha de blé et 3 à 4 t/ha de soja (Schilling, 2002). Les principaux pays producteurs de soja sont les États-Unis, la Chine, la Corée du Nord, la Corée du Sud, l'Argentine et le Brésil.

Dans le secteur de l'agriculture à petite échelle, les rendements sont généralement inférieurs et vont de 480 à 660 kg/ha (Schilling, 2002). Ces mauvais résultats s'expliquent par différents facteurs: cultures intercalaires, mauvaise gestion des cultures, ravageurs et maladies ou encore semences de mauvaise qualité.

2.6. Récolte

Le soja doit être récolté dès sa maturité physiologique, c'est-à-dire dès que à peu près 50% de ses feuilles sont tombées et que 95% de celles qui restent sont devenues jaunâtres. La récolte doit être réalisée à temps chez les cultivars qui présentent une mauvaise rétention des graines et dont les gousses s'égrènent spontanément à maturité (Javaheri et Baudoin, 2001). Les méthodes de récolte dépendent de la surface du champ et du type de gestion de culture. Les plantes récoltées manuellement ne sont pas arrachées, mais coupées au ras du sol. Si le temps est sec lors de la récolte, la coupe, se fait uniquement aux premières heures de la matinée ou en soirée, ceci afin d'éviter l'égrenage spontané. Les plantes récoltées manuellement sont battues à l'aide d'un bâton, après quoi les graines sont vannées (Doorenbos et Kassam, 1987).

Le soja (teneur en humidité de 9 à 10%) pour l'alimentation domestique et utilisations industrielles peut être stocké au sec et à l'abri des rongeurs pendant 2 à 3 ans sans présenter de détérioration significative. Cependant, il se détériore rapidement s'il est exposé à une humidité relative élevée pendant des périodes prolongées ou s'il est mouillé (Javaheri et Baudoin, 2001). On ne connaît pas de véritables parasites de soja entreposé en Afrique (exception faite des rongeurs).

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

2.7. Composition et utilisations du soja

Le soja est la principale source de protéines et d'huile. La qualité des graines du soja est déterminée par sa composition en protéines et en huile (Grieshop et Fahey, 2001). La protéine dans les graines de soja varie de 34,1 à 56,8%, avec une moyenne de 42,1%, et l'huile varie de 8,3 à 27,9%, avec une moyenne de 19,5% (Wilcox et Shibles, 2001). Cependant, la concentration en protéines varie considérablement selon les conditions environnementales telles que la température et l'humidité (Carrera, 2009). Un stress hydrique prolongé peut déprécier la concentration en protéines des graines de soja (Specht et al., 2001). D'autres études ont rapporté que le stress hydrique entraîne l'augmentation de la composition des graines en protéines de 4,4% pendant que l'huile décroît de 2,9% (Dornbos et Mullen, 1992).

Le soja est cultivé principalement pour sa graine, qui a plusieurs usages dans les secteurs alimentaire et industriel. Il constitue une des principales sources d'huile végétale comestible et de protéines destinées à l'alimentation humaine animale (Grieshop et Fahey, 2001). Avec une promotion correcte, l'utilisation domestique du soja est capable d'améliorer la sécurité alimentaire locale et de réduire la malnutrition en protéines et d'énergie répandue sur tout le continent africain (Doorenbos et Kassam, 1987 ; de Staercke, 1990). Au Canada, dans le secteur alimentaire, l'huile purifiée est principalement utilisée pour la fabrication de margarines et comme huile de cuisson ou huile à salade. Le soja entre également dans la composition d'une variété de produits alimentaires, comme le tofu, la sauce soja, les succédanés du lait et de la viande. Le tourteau de soja sert de supplément alimentaire pour le bétail. Après la récolte, les parties végétatives de la plante peuvent servir d'ensilage, de foin, de pâture ou de fourrage, ou sont incorporées au labourage en tant qu'engrais vert (de Staercke, 1990). Dans le secteur industriel, les usages du soja sont divers, allant de la production de levures et d'anticorps à la fabrication de savons et de désinfectants. Les produits alimentaires à base de soja les plus commun en Afrique sont la farine de soja, le café de soja, et dans une certaine mesure, le lait de soja très apprécié au Nigeria (Benani Hauri I, 1994). Dans certaines régions de la RDC, le soja est considéré comme un aliment médicinal pour éviter et soigner les déficits dus au kwashiorkor (de Staercke, 1990). Au Bénin, les graines sont moulues en farine et utilisées dans divers plats locaux. Les organisations non gouvernementales (ONG) ont joué un rôle de premier plan dans la promotion des aliments au soja en Afrique.

Une étude de la Harvard School of Public Health publiée le 23 juillet 2008, a démontré qu'un excès de soja dans l'alimentation nuirait à la qualité du sperme chez l'homme. L'effet néfaste

Etat de l'art-Chapitre 2. Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

du soja sur la production de spermatozoïdes est dû à sa teneur en isoflavones, un composant organique "structurellement similaire à de l'oestrogène" (hormone sécrétée par les ovaires) et qui semble contrecarrer la production de sperme. Par ailleurs, en juillet 2005, l'Agence française de sécurité sanitaire des aliments (AFSSA) a émis une mise en garde face à l'usage de préparations à base de soja avant l'âge de 3 ans puisque les fèves de soja contiennent des inhibiteurs de la trypsine qui empêchent l'organisme d'absorber les protéines. Les sujets allergiques ne doivent donc pas consommer de fèves de soja crues.

3.1. Besoins en eau

Les besoins en eau maximum (ETm) correspondant à une production maximale sont de 450 à 700 mm pour la campagne, selon le climat et la longueur de la période végétative. Les besoins d'eau sont indiqués par le coefficient cultural (kc), en relation avec l'évapotranspiration de référence (ET0). Ce coefficient cultural est de 0,3-0,4 pendant le stade initial (20 à 25 jours); 0,7-0,8 pendant le stade de développement (25 à 35 jours); 1,0-1,15 pour le stade intermédiaire (45 à 65); 0,7-0,8 pendant le stade final; et 0,4-0,5 à la récolte (Doorenbos et Kassam, 1987).

3.2. Apport d'eau et rendement de la culture

La Figure 2 montre les périodes de croissance du soja (FAO, 1987 et Meier, 2001). La culture doit disposer d'une quantité d'eau suffisante (entre 85 et 50% de l'eau disponible dans le sol) pour la germination. Un manque ou un excès d'eau pendant la période végétative (1) retarde la croissance. Les périodes de croissance particulièrement sensibles aux déficits hydriques sont la floraison (2) et la formation des gousses (3), et plus particulièrement la fin de floraison (2) et le début de la période de formation du produit (3), les déficits hydriques pouvant alors provoquer une forte chute des fleurs et des gousses. Un arrosage après de graves déficits d'eau pendant la période (2) peut provoquer des symptômes semblables. L'apparente résistance à la sécheresse de la culture pendant la floraison (2) et le début de la formation du produit (3) tient à ce que la période de floraison s'étend sur un mois ; de légers déficits hydriques pendant une partie de cette période peuvent être compensés par une meilleure rétention des fleurs formées tardivement et une meilleure formation des gousses. Pour un remplissage normal des gousses et un bon rendement, l'eau du sol pendant la période de formation du produit (3) ne doit pas se tarir au-delà de 50% (Doorenbos et Kassam, 1987).

Quand les disponibilités en eau sont limitées, on peut économiser l'eau en réduisant les apports pendant la période végétative et surtout quand la culture approche de la maturité physiologique (fin du 4). Au besoin, on appliquera une pré-irrigation pour obtenir une bonne installation de la culture. Les économies d'eau doivent être minimales vers la fin de la période de floraison (fin du 2) et le début de la période de formation du produit (Heatherly et al., 2001).

Figure 2 : Les différentes phases phénologiques du soja Source: Doorenbos et Kassam (1987)

3.3 Absorption de l'eau

Suivant la quantité d'eau disponible dans le sol, le développement précoce des racines en sols profonds est relativement rapide et vigoureux. Une croissance particulièrement rapide est souvent notée après le départ de la floraison. La racine pivotante peut descendre jusqu'à 1,5 m. Si la profondeur de sol est limitée, la racine pivotante est moins nette et les racines latérales plus développées. Bien que la culture puisse pousser sur des sols lourds, les racines ont tendance à ne pas pénétrer à l'intérieur de couches même modérément compactées. Bien que les racines soient généralement concentrées dans les 60 premiers centimètres, voire dans les 30 premiers centimètres parfois, une quantité considérable d'eau du sol peut être prélevée, notamment dans les dernières périodes de croissance, dans le bas de la zone racinaire (Doorenbos et Kassam, 1987).

Au moment de la germination, la teneur en eau du sol ne doit pas dépasser 85% ni tomber au-dessous de 50% de l'eau du sol disponible. Après installation (0), la culture peut supporter de brèves périodes de sécheresse.

3.4. Irrigation et rendement

Le soja n'est généralement pas cultivé sous irrigation totale. Sous de nombreux climats cependant, une ou plusieurs irrigations d'appoint pendant les périodes de croissance critiques améliorent substantiellement les rendements. Si une application est possible, le moment le plus favorable se situera le plus probablement vers la fin de la période de floraison, quand de petites gousses commencent à apparaître (Heatherly et al., 2001). Si deux applications sont envisageables, il est généralement souhaitable de donner la première avant la levée de façon à assurer un établissement rapide de la plante. Une troisième application, quand cela est possible, donnera les meilleurs résultats si elle est faite au début du remplissage des gousses. En conditions d'évaporation moyenne (ETm 5 à 6 mm/jour), l'irrigation peut être déclenchée lorsque l'eau du sol tarit de 55% (p= 0,55).

Dans les régions où l'on irrigue le soja, les coûts de l'irrigation par aspersion ne sont acceptables que si celui-ci est cultivé en rotation avec des cultures de grand rapport. L'irrigation par sillons est la plus courante (Raimbault, 2002). Le rendement varie considérablement suivant la disponibilité en eau, la fertilisation et l'écartement des rangs. En culture pluviale, de bons rendements de soja varient entre 1,5 et 2,5 t/ha de graines. Les hauts rendements fournis par les variétés améliorées sous irrigation se situent entre 2,5 et 3,5 t/ha de graines (Ray, 2006). L'efficacité de la consommation d'eau par rapport au rendement récolté en graines, à 6 à 10% d'humidité, est de 0,4 à 0,7 kg/m³. L'effet de l'irrigation sur la teneur des graines en huile et en protéines est assez insignifiant (Bellaloui et Mengistu, 2007). Toutefois, avec des irrigations satisfaisantes, la teneur en protéines a tendance à augmenter légèrement et la teneur en huile à diminuer légèrement (Ray, 2006).

Chapitre 4 : Caractérisation hydrodynamique des sols

La redistribution de l'eau arrivant au sol est largement conditionnée par les propriétés physiques (rétention hydrique, conductivité hydraulique) des sols. Ces propriétés sont contrôlées par la structure et la texture des milieux poreux, très variables tant verticalement (selon les horizons dans les profils de sol) que latéralement (suivant les conditions de dépôt et les formations superficielles).

4.1. Transfert d'eau en milieu non saturé

La plupart des processus de transfert d'eau dans les sols se déroulent dans des conditions caractérisées par une teneur en eau inférieure à la saturation (Musy et Soutter, 1991).

4.1.1. Variables de base

Au niveau du formalisme, on considère que le sol est un milieu poreux, homogène, incompressible et isotrope. A tout instant, l'état hydrique du milieu poreux, non saturé peut être défini par ses variables d'états : la teneur en eau volumique O (cm³/cm³) et la pression matricielle h_m (cm).

4.1.2. Equation générale de l'écoulement de l'eau

Les lois de transfert d'eau dans le sol sont régies par l'équation de Darcy et la conservation de la masse. Pour l'établissement de l'équation, l'écoulement est considéré comme monodirectionnel et vertical et les mouvements d'eau se font exclusivement en phase liquide.

La première des relations d'hydrodynamique a été proposée par Darcy (1856) cité par Musy et Soutter (1991) pour un écoulement en milieu saturé et étendue aux milieux non saturés par Richards (1931).

Où q (m/s) est le flux d'eau qui traverse une section donnée en une unité de temps donnée; K(O,z) (cm/h) est la fonction de conductivité hydraulique. Elle exprime la capacité du sol à transmettre l'eau suivant son état de saturation mesuré par O ou ?. La conductivité est minimale à saturation;

O (cm³/cm³) est la teneur en eau volumique. C'est une variable adimensionnelle qui donne le pourcentage volumique de sol occupé par l'eau;

H (cm) est la charge hydraulique. Elle est égale à la somme du potentiel gravitaire et du potentiel de pression matricielle h_m (les potentiels chimique, osmotique et d'adsorption sont négligés). La tension hydraulique ou pression matricielle h_m mesure l'état énergétique et traduit la plus ou moins grande saturation du sol en eau. Elle est faible dans les sols humides et augmente dans les sols secs. C'est une grandeur négative exprimée en colonne d'eau. H représente l'énergie potentielle totale de l'eau dans le sol à l'instant t à la profondeur z. son expression se présente comme suit :

est le gradient de charge hydraulique. Cette grandeur permet de déterminer le sens de

déplacement des flux hydriques lors de l'exploitation des données des tensiomètres.

La combinaison des équations (4-1) et (4-3) aboutit à l'équation générale des écoulements en milieu non saturé définit par:

4.2. Importance des courbes caractéristiques du sol

Si la conductivité hydraulique K est connue, les flux hydriques tels que les remontées capillaires et le drainage peuvent être déduits en mesurant les paramètres de l'équation de Darcy à l'aide de tensiomètres et d'humidimètres (Musy et Soutter, 1991). La teneur en eau (6) et la conductivité hydraulique (K) sont liés par les relations caractéristiques du milieu :

? La courbe de rétention h(6) lie la teneur en eau volumique à la tension hydrique et exprime la capacité du sol à retenir l'eau en fonction de la succion exercée. Grâce à elle, il est possible de connaître les humidités volumiques correspondant aux données tensiométriques (et vice-versa). C'est une grandeur macroscopique fondamentale en physique du sol car elle exprime l'influence de la structure, de la porosité et de l'adsorption sur l'état de l'eau du sol.

? La courbe de conductivité hydraulique K(è) ou K(h) caractérise la capacité du milieu à transmettre l'eau en fonction de son état énergétique ou de son état de saturation.

L'importance que revêt la conductivité hydraulique pour la description de la dynamique de la phase liquide fait de sa détermination un aspect essentiel de l'évaluation des processus de transfert. La détermination de la phase liquide en laboratoire s'effectue à l'aide d'échantillons non remaniés et aussi représentatifs que possible de l'ensemble du terrain dont ils sont issus. Ces deux conditions sont en général très difficiles à respecter (ce qui induit souvent de grosses erreurs), par contre les techniques de mise en place au laboratoire sont plus simples et fournissent des mesures relativement précises.

4.3. Direction d'écoulement de l'eau dans le sol

Les mouvements d'eau dans le sol, leur direction et leur importance sont naturellement fonction des différences d'énergie dans le sol. La détermination de la direction des écoulements repose sur l'étude de la forme de la pente des profils de charge totale, déduits des profils tensiométriques (Musy et Soutter, 1991). En effet, la loi de Darcy dans le cas d'un écoulement vertical s'écrit :

Ainsi, un gradient de charge négatif indique un drainage des eaux (Figure 3); un gradient de charge positif stipule un mouvement ascendant de l'eau (Figure 4) et un gradient de charge nul traduit un flux nul (redistribution et évaporation) comme le montre la Figure 5.

Figure 5: Profil de charge totale - redistribution Source: Musy et Soutter (1991)

4.4. Bilan hydrique

Le bilan hydrique selon Hillel (1974) et Soutner (1989) vise principalement à déterminer en production agricole les échanges entre l'atmosphère et le système sol-végétation dans le but notamment d'évaluer les fluctuations des réserves d'eau disponible pour les plantes. Autrement dit, il s'agit donc de comparer les apports (pluie, irrigation) et les pertes (drainage, évapotranspiration réelle) en eau et renseigne sur la qualité d'eau disponible pour les cultures dans un sol pendant une période donnée. Le ruissellement est aussi un terme du bilan hydrique et peut être considéré comme un apport ou une perte selon le cas.

L'étude du bilan hydrique dépend de nombreux facteurs tels que le sol, le climat de l'année, la culture, le système d'irrigation et la pratique de l'agriculteur. La mesure de l'efficience de

l'irrigation à l'échelle d'une parcelle est très délicate voire impossible (Clemmens, 2002 et Mailhol, 2003). Le drainage par exemple sous culture irriguée, est difficilement envisageable en dehors de l'utilisation de cases lysimétriques. L'estimation du drainage sous la zone racinaire nécessite la mise en place de tensiomètres, de tubes d'accès à la sonde à neutron ou d'autres équipements équivalents pour la mesure du stock hydrique et bien souvent la connaissance des caractéristiques hydrodynamiques du sol au niveau de la zone racinaire.

4.5. Influence de la matière organique

A la mort des végétaux ou des animaux qui se sont nourris de ceux-ci, leurs tissus retournent dans le sol. Ils évoluent alors en suivant deux processus plus ou moins simultanés :

? la minéralisation, qui est la transformation des résidus organiques en composés minéraux.

? l'humification, qui est la transformation de ces mêmes résidus en polymères de
poids moléculaires élevés plus stables que les produits de départ. Ces polymères et les produits intermédiaires qui ont servi à leur formation constituent la matière organique du sol (Menasseri, 1991). Contrairement à la fraction minérale du sol, la fraction organique n'est pas constituée de particules élémentaires dissociables selon leurs dimensions, mais d'un ensemble de substances, essentiellement caractérisées de manière qualitative par leur nature chimique. Sur le terrain, la présence de matière organique dans les agrégats bouche une partie des pores et de ce fait, la rétention de l'eau par le sol est en partie diminuée. En revanche elle stabilise les agrégats vis à vis de l'action dégradante de l'eau et maintient ainsi une bonne macroporosité d'où une perméabilité et une aération convenables du sol.

Au final, la matière organique augmente considérablement la rétention hydrique du sol du fait de ses propriétés de mouillabilité et d'hydrophobie qui modifient la tension superficielle de la solution de sol. Elle s'obtient en effectuant le rapport entre le poids perdu au feu (en gramme) et le poids initial de l'échantillon de sol (en gramme). Pour cela, on place un échantillon de sol dans un four à une température de 375°C pendant 16 heures (Calu, 2004).

La matière organique est surtout présente dans les horizons de surface auxquels elle donne une teinte plus foncée que les horizons sous-jacents. Deux types de matière organique sont à distingués: la matière organique fine inférieure à 2 mm composée d'humus et de radicelles et la matière organique grossière supérieure à 2 mm.

DeUXIèMe PARTIe : METHODOLOGIE

5.1. Description du milieu d'étude

L'expérience a été conduite dans la commune d'Allada (Figure 6) et plus précisément dans la ferme expérimentale du Lycée Agricole Médji de Sékou (LAMS) à environ 30 km au Nord de Cotonou durant la période du 23 septembre 2008 au 17 janvier 2009, soit 117 jours.

5.1.1. Les conditions climatiques.

Les données climatiques (température et pluviométrie) ont été collectées à partir d'une station météorologique de l'Agence pour la Sécurité de la Navigation Aérienne en Afrique et à Madagascar (ASECNA) située dans l'enceinte du Lycée à environ 250 m du champ expérimental.

Le climat dans la commune d'Allada est un climat subéquatorial à quatre saisons. La plupart des précipitations se concentrent entre mars et juin d'une part et entre septembre et novembre d'autre part comme le montre la figure 6. La hauteur moyenne annuelle des précipitations est d'environ 900 mm.

La méthode d'analyse agroclimatique proposée par FRANKLIN (1968) appliquée à notre zone d'étude permet de faire les analyses suivantes (Figure 7):

? de novembre à mi- avril et de fin juillet à fin août, la pluviométrie est inférieure à ETP/2. Cette période correspond aux périodes sèches au cours desquelles les paysans procèdent à la préparation du sol. Certains paysans prennent le risque de faire des semis précoces entre janvier et mi-avril notamment les semis de soja. Ce type de semis est dénommé semis à sec car durant cette période le stock d'eau du sol ne s'est pas encore totalement reconstitué malgré quelques pluies occasionnelles. L'installation totale de la culture nécessite dès lors une irrigation d'appoint;

? de mi-avril à mi-juin la pluviométrie est supérieure à ETP/2 mais reste inférieure à l'ETP. Cette période durant laquelle le semis peut se faire sans risque, correspond à la période pré-humide. La réserve utile du sol s'est déjà reconstituée;

? de mai à juillet et de septembre à octobre la pluviométrie est supérieure à l'ETP. Ces mois correspondent aux périodes humides caractérisées par des pluviométries suffisantes et excédentaires par rapport à la demande climatique. Les variétés précoces pourraient bénéficier des conditions favorables à leur développement. Quant aux variétés tardives, des problèmes de stress hydrique seront observés en conditions naturelles puisque les périodes de formation et de remplissage des gousses (environ 90 jours après semis) connaîtront un déficit hydrique surtout durant la deuxième période humide (septembre à octobre). Il serait alors judicieux pour un développement harmonieux et continu de la plante d'apporter de l'eau (une irrigation d'appoint) pour permettre un fonctionnement continu de la plante.

Les périodes où la pluviométrie est inférieure à l'ETP correspondent aux périodes au cours desquelles le stock d'eau emmagasiné durant la période précédente est épuisé. Ces périodes sont favorables au remplissage et la maturation des gousses surtout quand le sol est suffisamment humide.

Figure 7: Evolution de la pluviométrie moyenne mensuelle et de l'ETP de 1971 à 2008 Source : ASECNA (2008)

5.1.2. Le sol

Les analyses physico-chimiques du sol ont été réalisées dans le laboratoire des sciences du sol de la Faculté des Sciences Agronomiques de l'Université d'Abomey-calavi. Les résultats d'analyse indiquent qu'il s'agit d'un sol de texture sablo - argileux, peu acide et pauvre en phosphore assimilable comme le montre le Tableau 1. Le rapport C/N révèle qu'il n'y a pas de problème de décomposition de la matière organique. Ce niveau d'acidité du sol d'étude ne pose pas de problème de développement de la plante (Javaheri et Baudoin, 2001).

5.1.3. L'eau d'irrigation

L'eau d'irrigation utilisée pour l'expérimentation a été fournie par la Société Nationale des Eaux du Bénin (SONEB) située à Allada. L'accès à l'eau dans la ferme expérimentale du LAMS a été possible grâce aux infrastructures de la SONEB. Dans la ferme expérimentale du LAMS, l'eau a été acheminée à travers une canalisation pour être ensuite stockée dans un fût de 1000 dm³ installé sur le terrain expérimental, puis prélevée de nouveau à l'aide des arrosoirs pour irriguer les parcelles. La composition chimique de l'eau d'irrigation est consignée dans le Tableau 2. L'appréciation des éléments chimiques de l'eau d'irrigation est nécessaire en ce sens qu'elle va permettre de mieux apprécier la réponse de la plante vis-à-vis des conditions agronomiques du sol et des traitements auxquels la culture sera soumise.

Paramètres	Valeurs	Paramètres	Valeurs
PH	7,9	Bicarbonate	256 mg
Sels	0,45g/l	Chlorure	17 mg
C.E	0,53 ms/cm	Nitrate	34 mg
Calcium	96 mg	Sulfate	29 mg
Magnésium	7,3 mg	Ammonium	43 mg
Potassium	1,5 mg	Phosphore	0,05 mg
Sodium	9,4 mg
SAR	1,3

Au vu des résultats de l'analyse chimique, l'eau d'irrigation ne pose pas de problèmes ni au niveau du sol ni au niveau de la plante comme le montre le ratio d'absorption du sodium (SAR).

5.2. Matériel

5.2.1. Matériel végétal et inoculum

Le matériel végétal sur lequel porte la présente étude est le soja (Glycine max L.). Il s'agit d'une plante grimpante de la famille des Fabacées, du genre Glycine (à ne pas confondre avec la glycine (Wisteria sp.), proche du haricot, largement cultivée pour ses graines oléagineuses qui fournissent la principale huile alimentaire consommée dans le monde.

La variété utilisée est le TXG1448-2E avec un inoculant à base de Bradyrhizobium japonicum à une concentration de 2000 millions de cellules par gramme.

5.2.2. Instruments de mesure

Les différents instruments utilisés pour l'exécution des travaux sur le terrain se présentent

V' une balance électronique de précision (0,001 g) pour l'estimation de la production en

V' un double anneau utilisé pour la détermination de la vitesse d'infiltration et le drainage

V' des sachets thermohygrométriques pour le séchage à l'étuve des échantillons de sol;

V' un manomètre portatif et des cannes tensiométriques utilisés pour la mesure des potentiels

V' un réfractomètre à main, de type ATAGO, gradué en degré Brix de 0 à 90 utilisé pour la

5.2.3. Les pratiques culturales

Le sol a été labouré à une profondeur d'environ 40 cm pour enfouir les débris végétaux de jachère. Le labour profond a été suivi par des labours superficiels pour émietter les mottes et bien préparer le lit de germination. Ensuite le nivellement du sol a été effectué afin de pouvoir confectionner les planches expérimentales.

La fertilisation a été effectuée avant semis au sol par apport des éléments nécessaires suite à l'analyse du sol effectué au laboratoire des sciences de sol de la FSA et selon les besoins de la culture. A cet effet, le soja a reçu une fumure minérale de 100 kg/ha de P2O5.

Le soja a été semé à une densité de 60 kg/ha soit un peuplement de 160.000 grains/ha. La distance entre les lignes est de 0,70 m et celle entre les poquets 0,15 m. Le nombre de graines par poquet est égal à 3.

Avant le semis les grains du soja ont été enrobés avec l'inoculum à la dose de 50 g/15 kg de grains de soja. Le semis a été réalisé à environ à 3,5 cm de profondeur.

Le désherbage a été fait manuellement sans aucune utilisation de produits chimiques. Ce désherbage est effectué toutes les deux semaines sur les parcelles expérimentales et une fois par mois dans les allées. Cette périodicité nous permet d'éviter la baisse de la production due à l'action des adventices.

L'apport journalier d'eau aux parcelles expérimentales a été rendu possible grâce aux arrosoirs d'une contenance de 12 litres chacun. L'irrigation de toutes les parcelles a été pratiquée juste après le semis et ce jusqu'à la levée avec une dose de 2 mm/j tous les matins pour favoriser la germination des graines et créer un microclimat qui permet le développement de l'inoculant et l'augmentation de la teneur en eau dans le sol. Après la levée la dose de 3,2 mm/j est apportée tous les matins à toutes les parcelles durant le stade initial (de la levée à l'apparition de la première feuille trifoliée) pour permettre la bonne installation des plantes. La dose journalière apportée aux parcelles sous irrigation après le stade initial est fonction de la phénologie du soja. Ainsi, durant la phase végétative la dose journalière a été de 5 mm (soit 6,25 arrosoirs) alors que pour les phases de floraison et de maturation, les doses ont été respectivement de 6,4 mm (8 arrosoirs) et 4,2 mm (5,25 arrosoirs). Ces doses ont été apportées aux parcelles sous irrigation tous les matins entre 7 h et 9 h en relation avec les données pluviométriques et tensiométriques. Si la hauteur de pluie enregistrée au cours d'une journée pluviométrique¹ est supérieure ou égale à la dose journalière à apporter, l'irrigation des parcelles est annulée le jour j+1 et n'est reprise une fois que 50 % des réserves facilement

¹ Une journée pluviométrique commence le jour j à 8h et finit le jour j+1 à 8h

utilisables dans le sol sont épuisées. Cela a été monitoré par la détermination de la teneur en eau dans le sol (méthode gravimétrique) et par des tensiomètres implantés dans la zone racinaire. D'après Ray et al. (2006), on a trouvé que l'épuisement de 50 % des réserves facilement utilisables dans le sol provoquera une dépression du tensiomètre implanté à une profondeur de 30cm de -50 centibars. L'irrigation a été arrêtée une semaine avant la récolte.

Les parcelles irriguées ont été ameublies toutes les semaines à l'aide d'une binette dans le but de faciliter l'infiltration de l'eau. Pour ce qui est des parcelles non irriguées, cette opération a été effectuée toutes les deux semaines.

La récolte a été faite après la chute complète des feuilles et quand les graines ont commencé par sonner dans les gousses. L'humidité des graines au moment de la récolte était de 9,5% avec un écart-type de 0,01%.

5.3. Méthodes d'étude

5.3.1. Le dispositif expérimental

Le dispositif expérimental est un bloc aléatoire complet à deux facteurs: irrigation (facteur principal) et inoculation. Les modalités sont: irrigation et non irrigation pour le facteur principal et inoculation et non inoculation pour le facteur secondaire. La combinaison de ces facteurs a conduit à quatre traitements ou objets qui ont été répartis de façon aléatoire à l'intérieur des trois blocs installés. Ainsi, nous avons au total douze parcelles comme le montre la Figure 8. Chaque parcelle expérimentale a une dimension de 5 m x 3 m et est séparée de ses voisines par une allée de 5 m. Cette distance inter-parcellaire est nécessaire pour éviter l'infestation des parcelles non inoculées.

Un groupe de six parcelles a été irrigué et l'autre laissé sous régime pluvial comme le montre la Figure 8. Les cannes tensiométriques ont été implantées sur la zone racinaire à des profondeurs de 10 cm; 20 cm; 30 cm et 50 cm.

Ir = irriguées ; In = inoculées ; NIr= non irriguées ; NIn = non inoculées = Parcelles équipées de cannes tensiométriques

5.3.2. Techniques de collecte des données

a) Au niveau de la plante

Les mesures de la hauteur de la plante ont été prises en centimètres à une fréquence hebdomadaire sur six plantes échantillonnées au hasard à différents endroits de chaque unité expérimentale à raison de deux plants par ligne. Les plants situés en bordure n'ont pas été sélectionnés.

A partir des échantillons de graines par traitement, la teneur en azote totale a été déterminée par la méthode de KJELDAHL, le pourcentage de protéine est obtenu en multipliant la teneur en azote par 6,25 (Salgarolo, 1990).

La consommation en eau de la plante a été déterminée par le bilan hydrique du sol (Hillel, 1974 et Soutner, 1989). La formule est la suivante:

où I (mm) est la lame d'eau d'irrigation; P (mm) est la hauteur de pluie obtenue à partir d'un pluviomètre à lecture directe installé sur le site; D (mm) est le drainage; ?S (mm) est la

variation du stock d'eau dans le sol; ETR (mm) est l'évapotranspiration réelle de la culture; R (mm) est le ruissellement qui a été considéré comme nul durant toute la durée de l'expérimentation puisque les planches expérimentales étaient planes.

Le calcul de l'ETR a été fait selon la formule de Rijtema et Aboukhaled adaptée par FAO (1987) et cité par Agossa (2005). Pour calculer l'ETR, il a été supposé que celle-ci est égale à l'évapotranspiration maximum (ETM) jusqu'au moment où la fraction (p) est épuisée. Une fois tarie, la fraction (p) de l'eau totale disponible dans le sol sur la profondeur d'enracinement (soit RUD), ETR tombe en dessous de ETM jusqu'à une forte pluie et est fonction de la quantité d'eau restant dans le sol (1-p) RUD et de l'ETM.

où RUD (mm) est la quantité totale d'eau disponible dans le sol sur la profondeur maximale d'enracinement fixée dans le cadre de cette étude à 30cm pour le soja compte tenu des résultats du profil racinaire réalisé. Ainsi, le calcul de la RUD a été effectué sur les 30 premiers centimètres du sol qui correspond à la zone la plus explorée par les racines du soja. L'équation (5-4) permet de déterminer la RUD sur une profondeur de 30 cm.

où S le stock d'eau dans la tranche de sol considérée; RtD est la quantité d'eau disponible dans le sol au moment t sur la profondeur d'enracinement; p est la fraction de la quantité totale d'eau disponible dans le sol quand ETR=ETM. Les valeurs de p pour un sol cultivé en soja sont consignées dans le Tableau 3.

ETM (mm/j)	2	3	4	5	6	7	8	9	10
P	0,875	0 ,80	0,70	0,60	0,55	0,50	0,45	0,425	0,40

En intégrant et en remplaçant les deux équations précédentes nous obtenons l'équation suivante :

La variable t^'représente le temps (en jours) pendant lequel ETR=ETM soit t'= pRUD

où ETM/j est l'évapotranspiration maximale journalière pour la période considérée et ETR ainsi calculée, l'évapotranspiration réelle en mm pour la même période. ETR a été donc calculée par l'équation (5-5) lorsque t = t^'et ETR = ETM quant t < t^'.

Ainsi, la quantité d'eau disponible dans le sol sur la profondeur d'enracinement a été calculée suivant les stades phénologiques du soja afin de déterminer l'ETR par la formule convenable.

où ETP (mm) est l'évapotranspiration potentielle du milieu. Elle a été obtenue auprès de l'ASECNA; kc est le coefficient cultural du soja estimé d'après les approximations de la FAO (1987). La valeur utilisée est la moyenne des deux valeurs proposées pour chaque phase (Tableau 4).

	Stades	Stade	Stade	Stade de mûrissement	Récolte
Stades
	initial²	végétatif	intermédiaire³	et de séchage
kc	0,3 - 0,4	0,7- 0,8	1,0 - 1,15	0,7- 08	0,4 - 05
Valeurs utilisées	0,35	0,75	1,08	0,75	0,45

Le drainage D ou percolation a été déterminé à partir de l'équation du bilan hydrique après avoir calculé tous les autres termes de l'équation 5-1.

Le rendement de soja a été estimé grâce à un carré de densité de 1 m²installé au hasard sur les lignes centrales pour éviter les effets de bordure. Cela a permis de déterminer le poids des grains en kg/ha.

Cinq critères ont été mesurés pour évaluer le rendement. Il s'agit : de la production en kg/ha ; du nombre de branches/plante ; du nombre de gousses/plante ; du nombre de grains/gousse et du poids de 1000 grains en gramme.

²Le stade initial va du semis jusqu'au stade de la formation de la première feuille trifoliée

³Le stade intermédiaire couvre le début de la floraison et la formation des gousses.

L'efficience d'utilisation de l'eau EUE (g/mm) a été définie par (Turner et Burch, 1983):

où Q_eau(mm) est la quantité d'eau consommée par la plante et M.S (g) est la matière sèche. L'efficience d'utilisation de l'eau a été calculée pour le rendement en grains.

b) Au niveau du sol

La méthode d'inoculation utilisée dans le cadre de cette étude a été l'enrobage des graines de soja avant le semis. Cet enrobage nécessite certaines précautions à prendre pour la réussite de la nodulation (Annexe 1). Pour 15 kg de soja il a été utilisé 50 g d'inoculum et 25 morceaux de sucre dissous dans un demi-verre d'eau. Les graines ont été semées aussitôt après leur enrobage pour assurer la réussite de l'inoculation.

L'évolution de l'humidité pondérale C du sol durant l'essai est donnée par la formule suivante (Kabalan, 1998) :

où Mo (g) est le poids humide de l'échantillon de sol prélevé; M1 (g) est le poids sec de l'échantillon et C (g/kg) est l'humidité du sol.

Compte tenu de la dimension des parcelles expérimentales et de la fréquence de prise des échantillons de sol qui était de 72 heures, chaque échantillon pour une profondeur donnée a été constitué par un mélange de 18 prélèvements à raison de 3 par parcelle. Le mode de prélèvement utilisé est la méthode diagonale illustrée par la Figure 9.

Par suite, l'évolution du stock d'eau dans le sol en fonction de la phénologie du soja a été déterminée par la formule suivante (Bulletin FAO d'irrigation et de drainage n^o24):

où Q (mm) est le stock d'eau dans le sol; C (g/hg) est l'humidité du sol; d_aest la densité apparente du sol; z (m) est la profondeur de la zone racinaire par stade de développement.

La densité apparente (d_a) du sol a été déterminée au moyen de cylindre de 100 cm²sur les différents horizons du sol. Pour cela, un profil a été ouvert. La formule permettant de déterminer la densité apparente est la suivante (Hillel, 1974):

où M_sest la masse du sol sec après étuvage et VC est le volume du cylindre (100 cm³).

Figure 9: Localisation des prélèvements des échantillons de sol dans une parcelle Les valeurs de l'humidité volumique ont été obtenues par la formule suivante:

La réserve utile est la quantité d'eau que peut contenir un sol sur une certaine profondeur (Aho et Kossou, 1997). La formule suivante permet sa détermination:

où Hcc (cm³/cm³) est l'humidité du sol à la capacité au champ; Hpf (cm³/cm³) est l'humidité au

point de flétrissement permanent et z est la profondeur d'enracinement. Ces paramètres à l'exception de z ont été déterminés au laboratoire.

La réserve facilement utilisable (RFU) est la fraction de l'eau que la plante peut prélever sans déployer beaucoup d'énergie. Elle a été supposée égale à :

Le stock d'eau total a été déterminé par la somme des stocks élémentaires sur chaque couche de sol considérée.

L'instrument de mesure utilisé était le double anneau de MUNTZ. Ce dernier a permis de déterminer l'infiltration sur le site. Pour ce faire, le double anneau a été enfoncé verticalement dans le sol sur une profondeur de 5 cm environ sans détruire la structure du sol. Ensuite une couche de paille a été installée dans l'anneau pour éviter l'effet du splash, puis une lame d'eau convenable a été apportée pour mouiller complètement le profil. Après l'infiltration de la lame d'eau l'anneau a été recouvert de polyéthylène. Pour suivre l'évolution de l'humidité du sol, la méthode gravimétrique a été utilisée puis a été couplée aux mesures tensiométriques

aux profondeurs 10 cm ; 20 cm et 30 cm afin de déterminer la courbe de conductivité hydraulique. Le suivi a duré environ 15 jours au cours desquelles les prélèvements étaient rapprochés au début et ensuite plus espacés.

L'évolution de la tension de l'eau dans le sol a été mesurée à l'aide des tensiomètres implantés à une profondeur de 10 cm, 20 cm, 30 cm et 50 cm. Les tensiomètres sont équipés par des manomètres qui expriment la force avec laquelle l'eau est retenue par le sol en centibars. Les mesures ont été prises tous les matins entre 7 heures et 8 heures. Les valeurs lues correspondent au potentiel matriciel (h_m) exprimé en cm de colonne d'eau. La charge hydraulique a été obtenue par l'équation 4-2. Ces mesures ont permis de déterminer les profils de charges hydrauliques, tandis que l'évaluation du gradient de charge à une profondeur donnée, a permis de déterminer le sens de l'écoulement de l'eau. L'hypothèse étant celle du flux nul. Ainsi, le flux de drainage était égal à la conductivité hydraulique K(è) déterminée via l'équation 5-13. Cette conductivité a été rapprochée à une teneur en eau qui était la teneur moyenne en eau entre l'instant initial (to) et l'instant final (t) dans la couche considérée.

où ds est la variation du stock d'eau entre les instants t et to; dt=t-to; dH est la variation de la charge hydraulique; dz est l'épaisseur de la couche considérée; _dsdt est la densité de flux volumique d'eau défini comme étant la quantité d'eau traversant une section de sol par unité

5.4. Traitements et analyses statistiques des données

Les données tensiométriques et humidimétriques du sol ont été traitées sous le tableur Excel en vue de générer des graphes et des tableaux.

L'analyse de variance a été réalisée sous MINITAB 14 pour la comparaison des paramètres de production.

TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION

Chapitre 6: Les transferts hydriques

La quantification de la répartition de l'eau dans le sol et des flux hydriques est essentielle pour comprendre les relations sol- eau - plante. Le sol est composé de trois phases que sont: la phase solide (squelette, plasma et matériaux organiques), la phase liquide (eau et solutions) et la phase gazeuse. L'analyse de différents paramètres hydrodynamiques rend possible la description de la circulation de la phase liquide, qui est l'objet de notre étude.

6.1. Evolution des apports d'eau

6.1.1. Pilotage de l'irrigation du soja

L'arrosage du soja a été pratiqué tous les jours en absence d'une pluviométrie supérieure à la dose journalière qui est fonction des phases phénologiques de la culture comme le montre le Tableau 5. Il est repris une fois que la tension de l'eau dans le sol mesurée par les tensiomètres implantés à une profondeur de 30 cm était de -50 cmCE.

6.1.2 Conditions d'alimentation en eau des parcelles d'essai et doses appliquées Avant d'analyser le fonctionnement hydrique des parcelles d'essai, il est nécessaire de rappeler les conditions d'alimentation en eau des parcelles d'essai et les quantités d'eau apportées à chaque traitement en fonction des stades phénologiques du soja. Les apports d'eau (pluies et irrigations) pour les différents traitements sont consignés dans le Tableau 5.

Les coefficients culturaux (kc) ont été ceux préconisés par la FAO (1987)⁴. Les doses d'irrigation apportées ont été choisies en relation stricte avec l'évapotranspiration maximale journalière du soja suivant les phases phénologiques et en fonction du besoin en eau de la culture durant tout le cycle cultural. La dose de 3,2 mm appliquée à toutes les parcelles durant le stade initial, est nécessaire pour permettre une bonne installation des plantes après la levée. Les valeurs élevées de la dose journalière appliquée au cours des stades de floraison et de la

formation des gousses dénotent des besoins élevés en eau du soja. Ce sont ces deux stades qui sont les plus sensibles au déficit hydrique et qui pourraient hypothéquer le rendement en cas de sécheresse continue durant ces périodes. Les apports d'eau dans les parcelles non irriguées n'ont été fournis que par les pluies comme le montre la Figure 10.

6.1.3 Evolution de la pluviométrie durant la période d'essai

La Figure 10 montre l'évolution de la pluviométrie durant la période d'essai.

y' du semis jusqu'à 33 jours après le semis (phase d'installation) et du 53^e au 62^e jour après le semis (phase de floraison) les hauteurs d'eau enregistrées ont variées entre 0,4 mm à 10,5 mm. Les moyennes pluviométriques ont été respectivement de 4,2 mm (en 6 jours) et de 2 mm (en 4 jours). La dose de 3,2 mm a été appliquée à toutes les parcelles durant le stade initial pour permettre une bonne installation des plants de soja. La faible pluviométrie enregistrée au cours de la période de floraison est à l'origine de la précocité de floraison et de la chute massive de fleurs observées dans les parcelles non irriguées.

y' du 34^e au 49^e jour après le semis (stade végétatif) d'une part et du 70^e au 102^e jour après le semis (phase de formation et de remplissage des gousses) d'autre part sont caractérisés par des pluviométries globalement importantes. Les hauteurs d'eau cumulées pour chacune de ces périodes sont respectivement de 89,8 mm en 8 jours et 60,7 mm en 6 jours, soit respectivement 48,7% et 32,9% de la quantité totale de pluie enregistrée durant la période d'essai. Donc environ 33% de la quantité totale de pluie a été enregistrée durant la période de remplissage des gousses, période la plus sensible au déficit hydrique. Autrement

dit, pendant la période de formation et de remplissage des gousses qui a duré en moyenne 35 jours, les plantes en conditions naturelles ont bénéficié en moyenne d'environ 2 mm d'eau par jour. Ce qui est largement inférieure à la dose journalière de 6,5 mm administrée aux parcelles sous irrigation. Donc durant cette période, les plants en conditions naturelles ont traversé des périodes de déficit hydriques. Ce qui entrainerait une baisse considérable du rendement en grains si une irrigation d'appoint n'est pas pratiquée durant cette période très sensible au déficit et déterminant pour le rendement (Javaheri et Baudoin, 2001). La période végétative est celle qui a été la plus arrosée. Cependant, les plantes n'ont pas pu bénéficier du stock d'eau disponible entre deux pluies sur une longue période compte tenu de la faible profondeur d'enracinement et de la capacité de rétention d'eau du sol (12,4%).

L'évolution comparée de la pluviométrie durant la période d'essai et durant les 40 dernières années sur la période allant de septembre à janvier montre que la période d'essai a enregistrée une pluviométrie supérieure (215,1 mm) à celle enregistrée au cours des 40 dernières années couvrant la période d'essai (195 mm environ) comme le montre la Figure 11

Figure 11: Evolution de la pluviométrie durant la période d'essai et les 40 dernières années

Cependant, cette pluviométrie reste inférieure à celle nécessaire (450 mm) à l'obtention d'un rendement maximum (Doorenbos et Kassam (1987).

6.2. La dynamique de l'eau dans les parcelles d'essai

L'état de l'eau dans le sol a été apprécié à travers l'analyse de la dynamique de l'eau dans le système sol-plante. Cette dynamique a été étudiée à partir des résultats de la teneur en eau et des tensions de l'eau dans le sol, obtenus dans les parcelles d'essais. La teneur en eau permet

de connaître le volume d'eau dans le sol à l'instant t et l'évolution du stock d'eau dans le temps. Les tensions de l'eau dans le sol définissent la liaison entre l'eau capillaire et le sol et sont appréciées à l'aide des données tensiométriques. L'utilisation des données tensiométriques a consisté à la fois à étudier l'évolution des charges hydrauliques et des gradients de charges dans le temps pour une profondeur donnée. Autrement dit, les données tensiométriques ont permis de déterminer les moments où se produisent les phénomènes de drainage ou de remontées capillaires ou d'évaporation dans les parcelles d'essais.

6.2.1. Caractérisation hydrodynamique du sol d'étude

La courbe de la Figure 12 traduit l'évolution de l'infiltration en fonction du temps.

? Une première phase d'environ 35 mn est caractérisée par un régime d'infiltration qui décroît rapidement de 22,4.10^-5 m/s à environ 15,8.10^-5 m/s. Il s'agit de la phase de décroissance rapide du régime d'infiltration.

? La deuxième phase au cours de laquelle l'infiltration diminue progressivement et lentement de 13.10^-5 m/s à 5,3.10^-5 m/s avant d'atteindre un plateau après environ 650 min d'horloge. C'est la phase de décroissance lente du régime d'infiltration.

Ces résultats sont conformes aux travaux de Musy et Soutter (1991). Ces derniers ont expliqué qu'au début de l'infiltration, le gradient est élevé; ce qui est à l'origine de la forte infiltrabilité enregistrée. Au fur et à mesure que le front humide augmente, le gradient de pression diminue par suite d'une augmentation de la différence de pression occasionnant ainsi

une diminution graduelle de l'infiltration. La dégradation graduelle de la structure du sol qui entraîne, par la migration de particules, un colmatage partiel du système poral et la formation d'une croûte dense en surface sont des facteurs qui pourraient renforcer la diminution de l'infiltration au cours du temps. Aussi, le foisonnement de l'argile et l'emprisonnement des bulles d'air peuvent également contribuer à ce processus. Ces observations ont été également faites par Attakin (2001) sur terre de barre au Sud-Bénin où l'infiltrabilité finale était de 5,2.10^-5 m/s.

Le Tableau 6 présente les résultats issus du drainage interne aux profondeurs 20 cm et 40 cm. L'analyse de ce tableau montre que la conductivité hydraulique K(O) diminue rapidement avec la teneur en eau au début du ressuyage avant de décroître lentement pour atteindre sensiblement après environ 15 jours de ressuyage les valeurs de 0,25 mm/jr à 20 cm et 0,24 mm/jr à 40 cm de profondeur. En conditions saturées (début du ressuyage), le potentiel de pression matricielle est nul et la teneur en eau maximale. Ainsi, la conductivité hydraulique est alors constante et égale à sa valeur maximale. C'est le cas en début de drainage (30,56 mm/j à 20 cm et 32,61 mm/j à 40 cm). En conditions non saturées, la teneur en eau O diminue avec la charge de pression matricielle. Par l'augmentation de la tortuosité et la diminution des vitesses, la conductivité hydraulique diminue alors également rapidement (Musy et Soutter 1991), En fait comme l'ont expliqué ces deux auteurs, au début du ressuyage, ce sont d'abord les pores larges qui se vident en premier engendrant ainsi des valeurs élevées de la conductivité hydraulique. Ensuite, au fur et à mesure que le temps évolue, l'eau se voit alors contrainte de circuler le long des films d'hydratation ou, en plus grande quantité, dans le réseau formé par les pores de diamètre plus faible. Autrement dit, l'eau circule plus lentement du fait de l'accroissement de la tortuosité. Nos résultats sont conformes aux observations faites par Poss (1991) sur terre de barre du Togo et par Attakin (2001) sur terre de barre du Bénin.

Tableau 6 : Détermination de la conductivité hydraulique aux profondeurs 20 cm et 40 cm

Temps (jours)	?t (jours)	?s (mm)	Cote 20 q (mm)/jr	dH/dz	O (cm³/cm³)	K(O) (mm/jr)	?s (mm)	q (mm)/jr)	Cote 40 dH/dz	O (cm³/cm³)	K(O) (mm/jr)
0,02	0,02	0,99	49,5	-1,62	0,37	30,56	1,2	60	-1,84	0,41	32,61
0,5	0,48	10,23	21,31	-1,05	0,33	20,30	12,4	25,83	-1,3	0,38	19,87
1,75	1,25	7,44	5,95	-2,99	0,31	1,99	9,02	7,22	-3,76	0,34	1,92
6,5	4,75	6,02	1,27	-2,58	0,28	0,49	6,99	1,47	-3,42	0,3	0,43
14,5	8	4,34	0,54	-2,2	0,26	0,25	5,02	0,63	-2,63	0,27	0,24

Les relations liant la conductivité hydraulique à la charge de pression ou à la teneur en eau sont complexes et dépendent du type de sol considéré, par le biais de ses caractéristiques structurales et texturales (Musy et Soutter, 1991). Les Figure 13 et Figure 14 indiquent l'évolution de K(è) à 20 cm et 40 cm de profondeur. Ces courbes montrent que la conductivité hydraulique augmente avec la teneur en eau du sol. Les ajustements montrent que les résultats du drainage interne suivent une loi exponentielle avec un coefficient de détermination élevé (R² = 0,92) à 20 cm et très élevé (R² = 0,97) à 40 cm de profondeur. Ces résultats concordent avec ceux obtenus par Poss (1991) sur terre de barre et Agbossou (1994) sur sol ferrugineux tropical et Attakin (2001) sur terre de barre.

Figure 13 : Relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau à 20cm

Figure 14 : Relation entre la conductivité hydraulique et la teneur en eau à 40cm

La courbe caractéristique de notre sol d'étude est fondamentale en ce sens qu'elle permet de connaître la réaction du sol suite à une variation de son humidité volumique. Elle sera utilisée dans la détermination des termes du bilan hydrique.

6.2.2. Etat de l'eau dans les parcelles d'essai

L'évolution des charges hydrauliques dans les parcelles d'essais au cours des phases phrénologiques du soja permet de mettre en évidence les convergences et les divergences de comportement des plants de ladite culture soumis aux différents traitements conduits au cours de la période d'essai.

Les Figure 15; Figure 16 et Figure 17 représentent l'évolution des charges hydrauliques en fonction du temps respectivement aux profondeurs 10 ; 20 et 30 cm dans les parcelles irriguées et celles non irriguées. Ces profondeurs ont été retenues pour apprécier le comportement de l'eau dans le sol à cause de la zone d'exploration des racines du soja qui se situe dans les 30 premiers centimètres du sol.

L'observation des charges hydrauliques et leur évolution au cours du temps sur les parcelles non irriguées, montre en général que les variations sont pratiquement identiques (-79 cmCE à -275 cmCE) aussi bien en profondeur (30 cm et 40 cm) qu'en surface (-40,7 cmCE à -195 cmCE à 10 cm).

Au niveau des parcelles irriguées, les charges hydrauliques varient entre - 41,3 et -12 cmCE avec une moyenne de -27,3 #177;10,8 cmCE au cours du cycle cultural du soja. Les tensiomètres placés, à 30 cm de profondeur ont été utilisés pour le pilotage des irrigations. En effet dès que leurs valeurs atteignent ou avoisinent -50 cmCE, on déclenche l'irrigation.

Sur les parcelles non irriguées, les fluctuations les plus importantes ont été enregistrées entre 49 et 72 jour après semis (JAS) à 10 cm, entre 52 et 75 JAS à 20 cm et entre 54 et 73 JAS à 30 cm. Cette période, qui se situe dans la phase de floraison du soja montre que la tension de l'eau dans le sol est élevée. Autrement dit, l'accès à cette eau par les racines devient difficile. Les fluctuations importantes observées au cours de cette période s'expliquent d'une part par l'activité intense des racines et d'autre part par la faible quantité de pluie enregistrée soit 45,2 mm en 30 jours. Ce qui limite la disponibilité de l'eau pour les plantes et serait l'une des causes de la précocité de floraison et de la chute importante de fleurs observée dans les parcelles non irriguées.

Les faibles variations observées jusqu'environ 54 JAS sont dues au fait que toutes les parcelles (irriguées et celles non irriguées) ont reçu un apport d'eau (3,2 mm/j pendant 20 jours) pendant le stade initial (les plantes se trouvent dans leurs premiers stades de développement). A ce stade, le sol est partiellement couvert et le système racinaire est en début d'installation. De plus, 2,1 mm/jr de pluie en moyenne ont été enregistrés durant cette période comme l'indique la Figure 10.

Les 2 mm/jr de pluie enregistrée au cours de la période de formation et de remplissage des gousses (du 74 au 102 JAS) sont à l'origine de la faible variation des charges hydrauliques durant cette période (-50 à -100 mCE). Cette condition d'humidité aurait atténué les conséquences du déficit hydrique enregistré au cours des périodes antérieures car c'est le stade de remplissage des gousses qui est le plus sensible au déficit hydrique et qui est à l'origine de la baisse du rendement (Charles, 1999).

La constance de l'évolution des charges hydrauliques observée dans les parcelles irriguées s'explique par l'alimentation continue en eau des différents horizons du sol via la dose journalière apportée par l'irrigation durant l'essai. Les quelques pics des charges hydrauliques enregistrés émanent des périodes transitoires qui succèdent à une pluie dépassant la dose journalière à apporter et au cours desquelles l'irrigation a été interrompue et n'est reprise que lorsque la tension de l'eau avoisine -50 cmCE à 30 cm. Ces résultats montrent que dans les parcelles irriguées les plantes ont bénéficié de conditions d'humidité favorables à leur développement et que l'eau présente dans les 30 premiers centimètres du sol est facilement accessible aux racines du soja.

L'étude des gradients de charges est importante en ce sens qu'elle a permis d'apprécier les flux d'eau dans le sol. Les Figure 18 et Figure 19 montrent l'évolution des gradients de charge au cours du temps à 20 cm et à 40 cm de profondeur.

L'analyse de la Figure 18 montre que les gradient de charges au niveau des parcelles irriguées à 20 cm sont pratiquement restés tous négatifs (-0,5 à -2) quelle que soit la période de développement alors qu'ils sont soit positifs ou soit négatifs dans les parcelles non irriguées suivant la période considérée. Ainsi, dans les parcelles non irriguées on distingue les périodes suivantes à 20 cm de profondeur:

? les périodes allant de 24 JAS à 55 JAS d'une part et 73 JAS à 102 JAS d'autre part sont marquées par des gradients de charges variant entre -0,5 et -3,2. Cette situation émane surtout de l'importante quantité de pluie enregistrée au cours de ces périodes d'une part et de la forte couverture du sol durant la période73 JAS à 102 JAS ;

y' entre 56 et 63 JAS les gradients de charges sont pour la plupart positifs et varient entre 0 et 4 traduisant ainsi une forte évaporation due au développement et l'extraction racinaires sans oublier la rareté des pluies (courte période sèche);

y' la période couvrant 64 JAS et 72 JAS est caractérisée par des gradients de charges fortement négatifs (-8 à -2). Cette importante fluctuation s'explique d'une part par le fait que les racines du soja ont peu colonisé cet horizon, qu'il y a la reprise des pluies après la courte période au cours de laquelle il y a eu des remontées capillaires des horizons sous-jacents.

A la côte 40 cm (Figure 19), trois périodes ont à distinguées (24 à 54 JAS; 55 à 71 JAS et 72 à 102 JAS) durant l'évolution des gradients de charges. Au cours de la période allant du 24 au 54 JAS les gradients de charges tous négatifs ont varié très faiblement entre -0,5 à -1,5. Cela résulte du fait qu'au stade initial toutes les parcelles ont été arrosées pour faciliter la germination, la levée des plantules d'une part et aux fortes pluies enregistrées pendant la période et au faible développement racinaire d'autre part. Ce qui a entraîné un fort drainage vers les horizons en profondeur favorisant de ce fait une forte humidité de l'horizon à 40 cm. La période allant de 55 à 71 JAS correspond à la période sèche et à la forte activité de prélèvement racinaire dans les horizons supérieurs ce qui a entraîné une remonté capillaire à l'horizon 40 cm se traduisant par de gradients de charge positifs.

Au cours de la période 72 à 102 JAS les gradients sont redevenus négatifs avec de faibles variations indiquant une forte humidité à cet horizon. Cela résulte de la reprise des pluies et de la forte couverture du sol en surface réduisant l'évaporation; d'où un drainage en profondeur. Les gradients de charges dans les parcelles irriguées ont été plus faibles dans les parcelles non irriguées quelle que soit la période. Les faibles variations observées dans les parcelles irriguées proviennent du fait que les horizons supérieurs de ces parcelles sont continuellement alimentés en eau. Cette alimentation journalière de ces parcelles permet de satisfaire les demandes en eau de l'atmosphère et celle de la plante et a engendré un drainage vers les horizons de profondeur.

Au total, les variations des charges observées dans les deux groupes de parcelles s'effectuent selon deux mécanismes caractérisant le fonctionnement hydrique des parcelles d'essai. Il s'agit:

y' de la diminution des potentiels hydrauliques en surface traduisant ainsi des flux évaporatoires de la surface vers l'atmosphère pendant la période de faible couverture du sol par les feuilles du soja et l'installation du système racinaire d'une part et l'extraction racinaire pendant la période où le développement racinaire est important (couverture totale du sol)

d'autre part. Ceci est confirmé par des gradients de potentiel total positifs à 20 cm et 40 cm durant ces périodes (Figure 18 et Figure 19).

? des gradients souvent négatifs ou nuls à ces deux profondeurs traduisant des flux drainants en permanence dans la zone racinaire pendant les périodes d'irrigation ou de fortes pluies.

Ces résultats corroborent ceux obtenus par Agbossou (1994) sur la canne à sucre à Savé et par Attakin (2001) sur l'ananas au Sud-Bénin.

Les Figure 20; Figure 21; Figure 22 et Figure 23 représentent la variation de l'humidité du sol (en g/kg de terre sèche) et le stock d'eau (en mm) dans la zone racinaire durant le cycle de développement du soja.

L'analyse des Figure 20 et Figure 21 montre que l'humidité du sol varie entre 148,2 g/kg et 71 g/kg de terre sèche pour la profondeur 20 cm alors que ces valeurs oscillent entre 177,1 g/kg et 63 g/kg pour la profondeur 30 cm durant toute la période de l'essai. Le stock d'eau varie de 23 mm environ à 11 mm dans la couche de 10-20 cm et de 27,5 mm à 13,8 mm dans la couche de 20-30 cm. Ces valeurs montrent que le stock d'eau dans la zone racinaire varie entre la réserve utile (23 mm) et la réserve facilement utilisable du sol (15 mm). Ces résultats montrent que les stocks d'eau sont constamment élevés dans la couche 0-30 cm du sol durant la période d'essai. Cela est dû à une alimentation permanente des différents horizons du sol grâce à la dose d'irrigation via la fréquence d'apport.

Figure 20 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 20 cm.

Figure 21 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles irriguées à 30 cm.

La faible variation des stocks d'eau observée aux profondeurs 10 à 20 cm dans le temps révèle une saturation de ces horizons. Cette saturation est due aux infiltrations d'eau qui augmentent les stocks d'eau dans les profondeurs. La forte variation du stock d'eau observée entre 65 et 80 JAS aux deux profondeurs est due à l'activité intense d'extraction d'eau par les racines durant cette période incluse dans la phase de floraison et de formation des gousses (phase de fort besoin en eau). En outre, au cours de la période de remplissage des gousses dont le début se situe autour de 74 JAS, le stock d'eau dans la zone racinaire varie entre 25 mm et 11,2 mm. Ces valeurs montrent que les plantes n'ont pas subi de stress hydrique au cours de cette période très sensible au déficit hydrique qui est le plus souvent à l'origine de la chute des rendements dans les exploitations agricoles (Charles, 1999). Des observations similaires ont été également faites par Dogan et al (2007) à Harran et Kabalan (1998) à la Békaa sur culture de soja.

L'analyse des Figure 22 et Figure 23 montre que l'humidité du sol varie entre 132,9 g/kg et 54 g/kg de terre sèche pour la profondeur 20 cm alors que ces valeurs oscillent entre 139,8 g/kg et 59,3 g/kg pour la profondeur 30 cm durant toute la période de l'essai. Le stock d'eau varie de 20,6 mm environ, à 8,4 mm dans la couche de 10-20 cm et de 21,1 mm à 9,2 mm dans la couche de 20-30. Ces valeurs sont globalement inférieures à celles enregistrées dans les parcelles irriguées et suivent le rythme des pluies. Les stocks d'eau sont plus élevés en profondeur qu'en surface et s'expliquent par le drainage des eaux de la surface vers les horizons inférieurs comme l'ont déjà révélé les gradients de charges.

Figure 22 :Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 20 cm.

Figure 23 : Humidité et du stock d'eau dans les parcelles non irriguées à 30 cm.

Par ailleurs, les valeurs du stock d'eau durant les périodes transitoires de sécheresse montrent que le seuil de 50% de la réserve facilement utilisable est dépassé. Il en résulte que les plantes sur ces parcelles ont traversé des périodes temporaires de stress hydriques. C'est ce qui explique la précocité de floraison (41 JAS) observée sur les parcelles non irriguées. De plus, contrairement aux parcelles irriguées les plantes sur les parcelles non irriguées ont subi un stress hydrique au cours de la période la plus sensible du cycle cultural du soja. Le stock d'eau est passé de 19,2 mm à 30 cm de profondeur à 8,4 mm (environ 60%RFU sont épuisées) à 20 cm. C'est ce résultat qui serait à l'origine du faible rendement en grains enregistré dans les parcelles non irriguées.

Les stocks d'eau élevés en profondeur durant tout le cycle ont été également observés par Poss (1991) sur terres de barre du Togo, Azontonde (2000) sur les terres de barre d'Agonkanmey et Attakin (2001) sur terres de barre d'Allada.

Conclusion partielle

L'analyse des résultats humidimétriques et tensiométriques (humidité, stock d'eau, charges hydrauliques et gradients de charges) à différentes profondeurs et dans le temps, indique nettement que les plantes de soja dans les parcelles non irriguées ont traversé des périodes de stress hydrique pendant les stades végétatif et de floraison. Au cours de ces périodes il y a en moyenne une baisse du stock d'eau d'environ 60% de la réserve facilement utilisable du sol dans la zone racinaire. Toutefois, les pluies enregistrées vers la fin de la période de floraison et le début de la formation et de remplissage des gousses ont limité les conséquences qu'engendreraient les périodes antérieures de sécheresse sur les rendements. Pour ce qui est des parcelles irriguées, les plantes ont bénéficié de conditions d'humidité optimale pour leur développement puisque durant tout le cycle cultural, les gradients de charge sont restés en général négatifs ou nuls et que l'eau disponible dans la zone racinaire n'a pas baissé en deçà de 50% de la réserve facilement utilisable. En outre, aucune saturation des profils n'a été observée. Ce qui témoigne d'une bonne conduite de l'irrigation dans ces parcelles et d'un bon drainage du sol.

Cependant, l'étude du bilan hydrique permettra de vérifier si le prélèvement de l'eau par les racines dans les seuls premiers centimètres (20-30 cm) a été suffisant pour permettre une bonne alimentation des plantes de soja.

6.3. Evaluation du bilan hydrique

Les données humidimétriques réalisées au cours de la période d'étude permettent d'évaluer le bilan hydrique des deux groupes de parcelles (irriguées et non irriguées). Le suivi qualitatif du développement racinaire a montré que la profondeur colonisée par les racines quel que soit le traitement varie entre 17,6 cm et 29,8 cm entre le stade de développement végétatif et le stade de formation et de remplissage des gousses. Le suivi a révélé en outre un faible développement racinaire concentré dans les 25 premiers centimètres du sol dans les parcelles irriguées alors que les racines des plantes des parcelles non irriguées vont jusqu'environ 30 cm de profondeur pour pouvoir satisfaire les besoins en eau des plantes. La plupart des racines d'alimentation (ramifiées et absorbantes) du soja sont en général concentrées dans les 25 à 27 premiers centimètres du sol et s'étalent dans les interlignes. Ces résultats corroborent ceux de Javaheri et Baudoin (2001) qui ont trouvé que la profondeur explorée par la plupart

des racines du soja dans les conditions de croissance favorable se trouve dans la couche des 20 cm supérieurs du sol. Ainsi, pour estimer le bilan hydrique la profondeur de 30 cm a été retenue du fait que les racines ne dépassent guère cette profondeur.

L'objectif est de déterminer les consommations en eau des plants de soja; donc l'évapotranspiration réelle (ETR). Pour se faire, les ETR ont été estimées à l'aide de la méthode proposée par Rijtema et Aboukhaled (1975) cités par Doorenbos et Kassam (1987), précédemment décrite dans le chapitre matériel et méthodes.

6.3.1 Consommation d'eau à différents stades de développement du soja dans les parcelles non irriguées.

Le Tableau 7 montre les résultats des consommations en eau du soja tout au long de son cycle de développement dans les parcelles non irriguées.

Tableau 7 : Estimation de la consommation en eau du soja suivant les différentes phases.

	ETP	Kc	ETM	ETM/j	p	RUD	pRUD	t'	t1	t2	ETR	ETR/j	*ETR*
Phases	(mm)		(mm)	(mm/j)		(mm)	(mm)	(jours)	(jours)	(jours)	(mm)	(mm/j)	*ETM*
SI	87,1	0,35	30,5	1,52	0,88	23	20,24	13	20	0	30,5	1,52	1
SV	140,9	0,75	105,68	3,3	0,77	23	17,71	5	28	4	102,9	3,22	0,98
SIN	224,8	1,08	242,78	5,4	0,58	23	13,34	2	10	35	77	1,71	0,32
SMS	88,1	0,75	66,08	3,3	0,77	23	17,71	5	2	18	17,2	0,86	0,26

NB : SI = Stade initial ; SV= Stade végétatif ; SIN = Stade intermédiaire ; SMS = stade de Mûrissement et de séchage ; kc = coefficient cultural ; p = fraction de tarissement de l'eau quand

ETR= ETM ; pRUD = fraction de la réserve utile épuisée ; ETP = évapotranspiration
potentielle.

t'= nombre de jours pendant lesquels ETR = ETM traduisant l'intervalle d'irrigation ;

L'analyse de ce tableau montre que les consommations en eau du soja ont été de 102,9 mm au cours du stade végétatif contre seulement 77 mm lors du stade le plus sensible du soja à savoir la phase de floraison et de formation du fruit. En outre, les résultats de ETR/ETM montre qu'en régime pluvial les besoins des plantes ont été satisfaits jusqu'à 98% au cours du stade végétatif contre seulement 32% et 26% respectivement au cours des stades intermédiaire et final traduisant ainsi un déficit plus prononcé durant ces deux derniers stades de développement du soja. En effet, durant tout le cycle cultural, c'est le stade végétatif qui a été le plus arrosé par la pluie (110,5 mm). Le déficit hydrique observé durant les stades de floraison et de remplissage des gousses vient confirmer celui obtenu lors des analyses humidimétriques et tensiométriques. Ces résultats de consommation en eau obtenus sont inférieurs aux consommations préconisées par la FAO (1987) suivant le climat et la longueur

de la période végétative. En effet, la consommation en eau pour une production maximum varie de 4,5 à 7 mm/j pour un soja de 100 jours et de 3,5 à 5,4 mm/j pour un soja de 130 jours.

6.3.2 Consommation d'eau à différents stades de développement du soja dans les parcelles irriguées.

Suite à la dose journalière d'irrigation appliquée par période, l'eau disponible du sol n'avait point tarie en dessous de 50% de l'eau totale disponible dans la zone racinaire. Dans ces conditions, le coefficient de tarissement était égal à l'unité et l'évapotranspiration réelle (ETR) est équivalente à l'évapotranspiration maximale (ETM) (Doorenbos et Kassam, 1987). Ainsi, les consommations d'eau du soja pendant chaque phase phénologique, dans les parcelles irriguées étaient équivalentes à l'ETM de la période considérée comme le montre le Tableau 8.

Tableau 8 : Estimation de la consommation en eau du soja suivant les différentes phases.

Phases	ETP (mm)	Kc	ETM (mm)	ETM/j(mm/j)	ETR (mm)	ETR/j(mm/j)	ETR ETM /
SI	87,1	0,35	30,5	1,52	30,5	1,52	1
SV	140,9	0,75	105,68	3,3	105,68	3,3	1
SIN	224,8	1,08	242,78	5,4	242,78	5,4	1
SMS	88,1	0,75	66,08	3,3	66,08	3,3	1

NB : SI = Stade initial ; SV= Stade végétatif ; SIN = Stade intermédiaire ; SMS = stade de Mûrissement et de séchage.

La consommation journalière estimée est plus élevée (5,4 mm) durant le stade intermédiaire que celle des autres stades. Le stade initial demeure le stade ayant des exigences faibles en eau du fait que les plantes sont encore jeunes à ce stade. Ce résultat corrobore les résultats des travaux de Kabalan (1998) qui avait estimé la consommation journalière du soja à 5,01 mm au cours de la floraison et du remplissage des gousses. En outre ces résultats sont dans les normes préconisées par la FAO (1987)

6.3.3 Evaluation du drainage

Le Tableau 9 présente les résultats du drainage dans les parcelles non irriguées en fonction de

? un drainage très élevé pendant le stade initial dû à la fréquence des apports d'eau

? une diminution du drainage du stade végétatif au stade de séchage du fait qu'au cours de ces phases les pluies ont été rares. Les phénomènes de remontées capillaires sont plus perceptibles lors du stade intermédiaire suite à un assèchement des horizons supérieurs densément colonisés par les racines.

Phases	Pluie (mm)	ETR (mm)	?S (mm)	Drainage (mm)
SI	75,3⁵	30,5	4,6	40,2
SV	110,5	102,99	-0,7	8,2
SIN	60,7	77	5	-21,3
SMS	19,8	17,19	-3,1	5,6
Total	266,3	227,68	5,8	32,7

NB : SI = Stade initial ; SV= Stade végétatif ; SIN = Stade intermédiaire ; SMS = stade de

Il en résulte donc qu'en régime pluvial, la valeur du drainage est déterminée par l'intensité et la fréquence des pluies. Ces résultats relatifs au fort drainage des eaux après de fortes précipitations ont été également obtenus par Azontonde (2000) sur les terres de barre d'Agonkanmey; Amoussou-Guenou (2001) sur les terres de barre de Calavi et de Attakin (2001) sur les terres de barre d'Allada.

Le Tableau 10 indique les résultats des estimations du drainage dans les parcelles irriguées. Ces résultats montrent que les pertes d'eau par drainage ont été plus élevées durant le stade végétatif. Ainsi, le fort drainage enregistré durant cette période peut-être dû à une mauvaise conduite de l'irrigation. En effet, ces parcelles ont été régulièrement arrosées. Ce qui a favorisé le faible développement racinaire des plantes de ces parcelles. Des observations similaires, relatives au fort drainage enregistré pendant la phase végétative ont été faites par Agbossou (1994) à Savè sur culture de canne et Newman (2002) sur culture de tomate.

Phases	Pluie (mm)	Irrigation (mm)	ETR (mm)	?S (mm)	Drainage (mm)
SI	24,1	51,2	30,5	-3	47,8
SV	110,5	85	105,68	-1,02	91,44
SIN	60,7	266,5	242,78	7,7	76,72
SMS	19,8	46,2	66,08	-5,4	5,32
Total	215,1	448,9	445,1	-1,72	221,28

NB : SI = Stade initial ; SV= Stade végétatif ; SIN = Stade intermédiaire ; SMS = stade de Mûrissement et de séchage.

⁵ Cette valeur est constituée des apports pluviométriques (24,1mm) et des eaux d'irrigation (51,2mm).

> Analyse comparée des proportions d'eau drainées en fonction du traitement

Le Tableau 11 présente les proportions d'eau drainées dans les parcelles irriguées et non irriguées. Ces résultats montrent globalement des taux de drainage plus faibles dans les parcelles non irriguées. La faible proportion d'eau drainée (2,3%) durant le stade intermédiaire dans les parcelles irriguées dénote d'une bonne conduite d'irrigation. Le fort taux de drainage (46,8%) obtenu durant le stade végétatif ne peut avoir une incidence sur le rendement puisque cette phase est peu exigeante en eau (Javaheri et Baudoin, 2001). La proportion moyenne d'eau drainée au niveau des parcelles irriguées a été de 33%. Ce résultat est supérieur à celui trouvé par Poss (1991) et qui était de 25% sur les terres de barre du Togo.

Phases

SV SIN SMS

Pluie
(mm)

24,1 110,5 60,7 19,8

Irrigation
(mm)

51,2
85
266,5
46,2

Parcelles irriguées

Parcelles non irriguées

Eau drainée (mm)

-3

-1,02

7,7

-5,4

Proportion (%) 6,3 46,8 2,3 0,8

Eau drainée (mm)

4,6

-0,7

-3,1

Proportion (%) 5,3 0,7 3,5 2,8

NB : SI = Stade initial ; SV= Stade végétatif ; SIN = Stade intermédiaire ; SMS = stade de Mûrissement et de séchage.

6.3.4 Proposition pour une amélioration de la gestion de l'eau en régime pluvial

Les besoins en eau des cultures sont reconnus dès l'origine de l'agriculture, comme un facteur important et limitant dans la production végétale. La détermination précise des besoins en eau des cultures est d'une grande importance pour assurer une croissance optimale des plantes cultivées.

La méthode d'irrigation d'appoint suggérée émane de celle adoptée par Agbossou (1994) sur sol ferrugineux. Cette méthode est basée sur la détermination des données climatiques et agropédologiques telles que:

Le raisonnement adopté pour la détermination des périodes de déficit hydrique se présente comme suit :

Si Pej+1 > RFU alors le stockj+1 = RFU, sinon stockj+1 = stockj - ETMj + Pej ; où

En outre, si stockj+1 > RFU alors stockj+1 = RFU, le surplus étant perdu en drainage ;

Enfin si stockj+1 < 0 alors stockj+1 = 0, donc le jour (j+1) est déclaré en déficit hydrique.

Au début de la saison des pluies nous supposons que la réserve facilement utilisable du sol est constituée. La réserve utile calculée dans le cadre de notre étude sur la tranche de sol (0-30 cm) était de 23 mm, soit RFU= 15 mm.

A titre indicatif, en attendant des expérimentations ultérieures faites sur cases lysimétriques dans nos conditions locales pour affiner les doses de complément d'apport, nous proposons à partir de cette étude des doses et fréquences d'irrigation ci-après suivant la phénologie du soja (Tableau 12).

Phases	ETP (mm)	Kc	ETM/j(mm/j)	RFU (mm)	Fréquence	Dose (mm)
SI	4,36	0,35	1,5	15	10	15
SV	4,40	0,75	3,3	15	5	16,5
SIN	5	1,08	5,4	15	3	16,2
SMS	4,41	0,75	3,3	15	5	16,5

Les résultats montrent que les apports d'eau sont plus fréquents durant les stades de floraison et de la formation des gousses. Les apports en fonction des stades se présentent comme suit : V' 16,5 mm après un déficit hydrique de 5 jours consécutifs pendant les stades végétatif et final ;

V' 15 mm et 16,2 mm lorsque le déficit hydrique est respectivement de 10 et 3jours au cours des stades initial et intermédiaire.

L'intérêt de cette méthode réside surtout dans sa simplicité en ce sens qu'elle nécessite seulement la connaissance des paramètres faciles à acquérir tels que:

V' le coefficient cultural pouvant être obtenu à partir des approximations de la FAO (1987);

V' l'ETP de Penman estimée à partir des données climatiques disponibles dans les stations pilotes de l'ASECNA;

V' le stock d'eau pouvant être estimé après prélèvement et étuvage à 105°C pendant 48 heures d'échantillons de sol et;

V' enfin la pluie a été déterminée à partir d'un pluviomètre installé sur le site d'essai.

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

Chapitre 7: Impact des traitements sur le comportement physiologique du soja

La croissance et le développement de la plante sont le résultat de l'action combinée de plusieurs facteurs tels que l'environnement thermique et énergétique du couvert végétal, la consommation en eau pendant les phases critiques de développement et la fertilité du sol (Aho et Kossou, 1997).

L'objectif du présent chapitre est d'analyser la réponse des rendements à travers les deux traitements conduits au cours de notre essai. Autrement dit, il s'agit de comparer les comportements physiologiques des plantes des deux traitements soumis aux mêmes conditions environnementales du point de vue de la température et de l'humidité.

7.1. Evolution de la température au cours de la période d'essai

La température a une influence capitale sur la productivité du soja. Elle conditionne l'alimentation en éléments fertilisants du sol et hydrique des racines de la plante. La Figure 24 traduit l'évolution des températures minimale et maximale durant l'essai.

	40

Température (°C)	35 30 25 20 15	Minima Maxima

Figure 24 : Evolution de la température minimale et de la température maximale

De l'analyse de ces courbes, il ressort que la température minimale varie entre 20,8°C et 28,4°C alors que la température maximale varie entre 26,1°C et 35,2°C. Les variations observées durant chaque phase phénologique du soja se présente comme suit :

? pendant le stade initial (jusqu'à 20 JAS), alors que la température maximale a oscillé entre 26,1°C et 32°C ; la température minimale a fluctué entre 20,8°C et 26,5°C. La moyenne des minima est de 24,1°C et celle des maxima 29,9°C.

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

y' au cours du stade végétatif (jusqu'à 52 JAS), la température minimale varie de 22,6°C à 27,2°C et la température maximale de 29,9°C et 33,8°C avec une moyenne respective de 25,0°C et 32°C.

y' durant le stade de floraison et de formation des gousses (jusqu'à 97 JAS), les minima oscillent entre 22,5°C et 28,4°C et les maxima entre 30,2°C et 34,6°C avec une moyenne respective égale à 25,8°C et 32,8°C.

y' la température minimale au cours de la phase de mûrissement et de séchage oscille entre 24,5°C et 28,0°C alors que la température maximale varie entre 32,4°C et 35,2°C. La moyenne des minima est de 25,8°C et celle des maxima 33,4°C.

Ainsi, l'évolution de la température sur le site durant toute la période de l'essai nous amène à tirer sur le plan agronomique les conclusions suivantes :

y' les conditions optimales de croissance végétative 10°C - 30°C sont réunies pendant toute la période d'essai ;

y' la température critique de 14°C pour l'arrêt de la formation des gousses n'est point atteinte durant toute la période de l'essai. Les quelques valeurs de température élevées enregistrées au cours de la phase de formation des gousses sont à l'origine de la faible production et de la chute importante de fleurs dans les parcelles non irriguées.

7.2. Evolution de l'humidité au cours de la période d'essai

La Figure 25 montre l'évolution de l'humidité relative minimale et maximale durant la période d'essai.

L'analyse du graphe montre que l'humidité relative minimale a varié entre 34% et 84% alors que l'humidité relative maximale a oscillé entre 83% et 98%. L'évolution de l'humidité durant le cycle du soja au cours de la période de l'essai se présente comme suit : y' pendant la phase végétative, l'humidité relative minimale a oscillé entre 64% et 84% et

l'humidité relative maximale entre 85% et 98%. La moyenne des minima et des maxima

y' durant le stade de floraison l'humidité minimale a oscillé entre 34% et 72% et l'humidité maximale entre 85% et 98% avec une moyenne respective égale à 65,4% et 93,1%.

y' l'humidité minimale au cours de la phase de mûrissement et de séchage a varié entre 54% et 74% alors que l'humidité maximale varie entre 88% et 97%. La moyenne des minima était de 67,6% et celle des maxima 94,3%.

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

Du point de vue agronomique, l'évolution de l'humidité relative de l'air durant la période d'essai confirme les résultats obtenus lors de l'analyse de l'effet de la température surtout durant la floraison.

7.3. Effet des traitements sur la croissance des plantes.

Dans cette partie l'étude s'est intéressée seulement aux effets du facteur principal (irrigation) dans l'analyse de l'évolution de la hauteur des plants du faite qu'aucune différence significative n'a été observée du point de vue de la croissance en hauteur lorsque les plants sont inoculées ou non. En effet, la probabilité associée au facteur inoculation (p-value = 0,879) est supérieure à 0,05 alors que celle associée au facteur irrigation (p-value = 0,022) est inférieure à 5% comme le montre les tests statistiques en Annexe1.

La Figure 26Erreur ! Source du renvoi introuvable. montre l'évolution de la hauteur des plantes sur les deux groupes de parcelles (irriguées et non irriguées). L'analyse de cette figure montre que l'évolution de la hauteur des plantes de soja se caractérise par trois rythmes de croissance aussi bien dans les parcelles irriguées que dans les parcelles non irriguées:

y' la première partie qui s'étend de la levée jusqu'à 33 JAS a été caractérisée par une évolution lente à la fin de laquelle les plantes ont atteint en moyenne une hauteur de 11,9 cm #177;2,6 cm dans les parcelles irriguées et 11,7 cm #177;2,1 cm dans les parcelles non irriguées. Donc au cours de cette phase l'évolution de la hauteur des plants sur les deux groupes de parcelles reste identique.

y' la deuxième partie a été caractérisée par une allure de croissance très accélérée mais moindre dans les parcelles non irriguées et qui a abouti à une hauteur moyenne de 61 cm #177; 3,8 cm dans les parcelles irriguées et 31,9 cm #177; 3,2 cm dans les parcelles non irriguées à

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

88 JAS. La différence nette de croissance enregistrée au niveau des deux groupes de parcelles s'explique par les conditions favorables d'humidité dans lesquelles ont évolué les plantes des parcelles irriguées. Donc les périodes de stress hydrique traversées par les plantes dans les parcelles non irriguées seraient à l'origine de cette faible croissance. En outre, on note qu'à la fin de cette période de croissance accélérée, le sol était complètement couvert par les plantes de soja.

? la dernière partie qui a commencé à 88 JAS a été caractérisée par un arrêt de la croissance verticale. Cette période est incluse dans le stade de formation et de grossissement des gousses.

En résumé l'analyse montre une augmentation régulière des plantes qui s'est stabilisée à 88 JAS. Cette stabilisation signifie que la variété utilisée appartient à la catégorie des variétés à croissance déterminée. L'analyse statistique montre une différence significative au seuil de 5% pour les hauteurs des deux traitements. Cette différence est imputable à l'arrosage régulier dont ont bénéficié les plantes dans les parcelles irriguées. Cette réponse de la croissance en hauteur à l'eau a été également observée par Agbossou (1994) sur la canne à sucre, Amoussou-Guénou (2000) sur le niébé et Attakin (2001) sur l'ananas. De plus, la durée du cycle végétatif du soja à LAMS était de 117 jours et la hauteur des plantes a atteint 0,7 m environ dans les parcelles irriguées durant l'essai. Ces résultats corroborent les données agronomiques du soja qui sont de 0,6-1,5 m de hauteur et de 100-150 jours comme durée du cycle (Bernard, 1997).

	70
Hauteur des plantes (cm)	60 50 40 30 20 10

	0

Figure 26 : Variation de la hauteur des plantes de soja en fonction du régime hydrique

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

7.4. Effet des traitements sur le rendement et ses composantes.

Le Tableau 13 fournit les valeurs du rendement et les principales composantes de ce rendement. Ces chiffres du rendement représentent les moyennes issues d'un carré de densité de 1 m² installé au hasard en deux répétitions par parcelle. Pour ce qui est de ses principales composantes, les valeurs proviennent de six plantes échantillonnées au hasard par parcelle.

Variété	Ir/In			Ir/NIn		NIr/In NIr/NIn
TGX1448-2E	Moy	CV		Moy	CV	Moy	CV Moy	CV
		(%)			(%)		(%)	(%)
Rendement en grains (Kg/ha)	1672,0	12,7		976,4	12,4	785,9	12,5 408,3	56,3
Nombre de branches/plan te	11	26,4		8	38,8	8	31,3 7	38,6
Nombre de gousses/plante	56,4	82,4		46	51,1	41	68,0 29,1	53,3
Nombre de grains/gousse	3,6	16,7		3,2	12,5	2	0 2	40,0
Poids de 1000 grains (en g)	120,7	12,8		118,3	12,3	106,4	12,4 106,2	29,4
Protéine en %			45				40,4

Ir = irriguée ; NIr = non irriguée ; In = inoculée ; NIn = non inoculée ; Moy = moyenne CV = coefficient de variation

Une analyse des résultats du tableau montre que les rendements en grains au taux d'humidité de 9,5% ont été plus élevés au niveau des parcelles irriguées que dans les parcelles non irriguées avec une faible variabilité. En ce qui concerne le rendement en grains qui était de 1,4 t/ha environ dans les parcelles irriguées, cela peut être considéré comme un très bon résultat pour un sol cultivé pour la première fois en soja, puisque l'inoculation avait de difficultés pour donner la nodulation nécessaire. Ajoutons que les pratiques culturales peuvent être très importantes pour augmenter ce rendement en quantité et en qualité. Cette différence du rendement moyen entre les deux groupes de parcelles (auxquels on s'intéresse principalement) est hautement significative au seuil de 5% comme le montre les tests statistiques en Annexe 2. De plus, les résultats de l'analyse de variance montrent que la différence de rendement entre les parcelles inoculées et celles non inoculées est significative mais l'interaction des deux facteurs est non significative au seuil de 5%. Autrement dit, les parcelles irriguées présentent les rendements les plus élevés comparativement aux parcelles non irriguées. Toutefois, le rendement est plus élevé lorsque la culture est inoculée et que la

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

parcelle soit irriguée ou non (voir graphique de l'interaction en Annexe 2). Ainsi, nous pouvons conclure statistiquement que l'irrigation et l'inoculation ont un effet positif sur le rendement et que l'eau demeure le facteur le plus limitant.

De plus, sur la base de l'analyse des fréquences marginales comme le montre le Tableau 14, le rendement de l'ensemble des parcelles irriguées représente 68,9% de la réalisation totale alors qu'il n'est que de 31,1% dans les parcelles non irriguées. De même, lorsque le facteur irrigation est supposé fixe, il ressort de l'analyse dudit tableau que le rendement obtenu dans l'ensemble des parcelles inoculées représente 64% du rendement total alors que 36% de ce rendement est affecté aux parcelles non inoculées. L'augmentation du rendement dans les parcelles irriguées et inoculées par rapport au témoin est de 61%. Ainsi, l'inoculation améliore le rendement en grain mais ce dernier est surtout renforcé par une irrigation d'appoint. Ces résultats relatifs à l'effet de l'inoculation sur le rendement corroborent les travaux de Pandzou et al.(1990) qui ont montré au cours de trois saisons de culture à Loudima (Congo) une augmentation des rendements de 25 à 41% sous inoculation et ceux de Mandimba (1997) qui a trouvé qu'avec l'inoculation les rendements en gousses sont plus élevés (1,18 à 3,33 t/ha).

L'efficience d'utilisation de l'eau pour le rendement en grains est égale à 3 kg/mm/ha. Cette valeur est inférieure à celles trouvée par Kabalan (1998) au Liban et Garside,Lawnand Byth (1992) aux Etats-Unis, citée par FAO (1994).

Par ailleurs, une analyse minutieuse des principales composantes du rendement (Tableau 13) montre que les résultats observés diminuent avec le rendement. Les valeurs les plus élevées sont enregistrées dans les parcelles irriguées. Donc il en résulte que les plantes de soja qui produisent assez de branches et donnant également assez de gousses avec un nombre élevé de grains bien remplis, sont celles qui ont bénéficié de condition d'humidité favorable à leur croissance durant tout le cycle cultural.

La teneur moyenne en protéine est 45% de la matière sèche des grains déshuilés, avec un rendement en grains de 1,4 t/ha environ dans l'ensemble des parcelles irriguées et un rendement en grains de 0,6 t/ha pour une teneur moyenne en protéine de 40,4% dans les

Résultats et Discussion-Chapitre 7. Impact des Traitements sur le Comportement Physiologique du soja

parcelles non irriguées. Ces valeurs sont inférieures aux chiffres données par l'INRA de Toulouse (1993), et qui sont: protéine arrivant à 48% de la matière sèche, et un rendement en grains de 3 t/ha. Ceci pourrait s'expliquer par le degré de combinaison des pratiques culturales et la variété utilisée.

Ces résultats relatifs au comportement physiologique du soja confirment les travaux réalisés par Bellaloui et Mengistu (2007) qui ont montré pour deux variétés du soja au Sud des Etats-Unis une augmentation en protéine des grains et du rendement lorsqu'une irrigation d'appoint est pratiquée.

Conclusion et suggestions

La situation de l'agriculture au Bénin en général et au Sud-Bénin en particulier n'est pas stable, surtout que les conditions climatiques actuelles ne permettent plus aux agriculteurs de bénéficier des potentiels de production des cultures mises en place. La stabilisation des rendements passent dès lors par la maîtrise de l'eau.

L'étude menée sur l'un des sites d'expérimentation du Lycée Médji Agricole de Sékou a pour objectif d'estimer la consommation en eau du soja en relation avec l'inoculation suivant les différentes phases phénologiques sur un sol ferrallitique au Sud-Bénin afin de proposer une meilleure gestion de l'eau sur ce type de sol. L'essentielle de la méthodologie adoptée pour atteindre ces objectifs a porté sur des calculs humidimétriques et tensiométriques pour l'étude des consommations en eau d'une part, et sur la croissance en hauteurs et les paramètres de production pour l'étude du comportement physiologique du soja d'autre part.

Les résultats auxquels nous sommes parvenus du point de vue fonctionnement hydrique des parcelles se présentent comme suit:

? les charges hydrauliques sont restées inférieures à -300 cmCE durant tout le cycle cultural sur les différentes unités expérimentales ;

? dans les parcelles non irriguées, les charges hydrauliques, les humidités volumiques et les stocks d'eau sont assujettis au rythme des pluies;

? dans les parcelles irriguées, les charges hydrauliques, les humidités volumiques et les stocks d'eau sont restés élevés aussi bien en surface qu'en profondeur à cause du réapprovisionnement permanent des horizons par l'eau d'irrigation;

? les gradients de charge sont restés en général négatifs dans les parcelles irriguées traduisant dès lors un drainage permanent alors qu'ils sont pour la plupart positifs dans les parcelles non irriguées révélant ainsi des remontées capillaires;

? des stress hydriques ont été observés dans les parcelles non irriguées durant tout le cycle cultural car ??????

?????? < 1 alors que ce rapport est égal à 1 et traduit ainsi la disponibilité permanente de l'eau dans les divers horizons des parcelles irriguées.

Les résultats émanant de l'étude du comportement physiologique des plantes de soja suivant les différents traitements ont révélé que la croissance, le développement des plantes et le rendement sont stimulés par l'eau. En effet, le rendement moyen dans les parcelles irriguées et les parcelles non irriguées est respectivement égal à 1,4 t/ha et 0,6 t/ha. De plus cette

différence significative au seuil de 5% est améliorée par l'effet de l'inoculation. En outre, aucune différence significative n'a été observée dans l'interaction des deux facteurs.

V' un apport suffisant de la matière organique pour améliorer la texture et la structure du sol afin d'augmenter sa capacité de rétention en eau;

V' une méthode de détermination des périodes de déficit par bilan hydrique journalier utilisée par Agbossou (1994);

V' un apport d'eau équivalent à la RFU après un arrêt des pluies pendant 3 à 10 jours selon le stade de développement;

v que d'autres études soient menées sur cases lysimétriques dans le but de bien apprécier les besoins journaliers en eau de la culture dans le temps et dans l'espace;

v que dans les années qui viennent, il faut orienter les recherches vers la production d'huiles et d'aliments surtout pour la nutrition des poulets, en produisant des tourteaux de soja utilisées en grandes quantités dans le marché béninois; et

V' qu'il faut trouver une sorte de complémentarité entre la production du soja et sa transformation par les industries agro-alimentaire, par suite il faut que l'Etat intervienne pour faciliter le transfert de nouvelles technologies et parfois réalisé des projets pour pouvoir produire une partie des besoins nationales en huiles végétales et en tourteaux riche en protéine.

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ANNEXES

Annexe 1 : Etapes de l'inoculation des semences de soja par enrobage

Dosage : pour 15 kg de soja: prévoir 1 sachet d'inoculation de 50 g et 25 morceaux de sucre à dissoudre dans 1/2 verre d'eau.

La nodulation peut être pénalisée par des conditions sèches du sol au semis (un apport d'eau avant semis peut être utile) ou par une concentration trop forte en nitrates dans le sol comme le montre la Figure 27.

Figure 27 : Aspect et nombre des nodosités d'un soja mal inoculé et bien inoculé

Annexe 2: Tests statistiques

Source	Degré de liberté	Somme des carrés des écarts	Carrés moyens	F	P
Irrigation	1	1397,5	1397,52	5,60	0,022*
Inoculation	1	14,3	14,30	0,06	0,812
Interaction	1	5,9	5,88	0,879	0,879
Erreur	44	10986,2	249,69
Total	47	12403,9

Source	Degré de liberté	Somme des carrés des écarts	Carrés moyens	F	P
Irrigation	1	1586096	1586096	45,76	0,000***
Inoculation	1	863980	863980	24,93	0,001**
Interaction	1	75859	75859	2,19	0,177
Erreur	8	277305	34663
Totaux	11	2803239

à‰tude de la consommation en eau et du rendement d'une culture de soja (glycine max (l.) merr.) sur un sol ferrallitique tropical au sud-Bénin.

Dédicaces

Liste des abréviations et acronymes

Liste des Figures

Liste des Tableaux

Liste des Annexes

Résumé

Abstract

Remerciements

Table des matières

Introduction

PREMIèRE PARTIE: SyNThèSE BIBlIOGRAPhIQUE

1.1. Origine de l'espèce et expansion

1.2. Origine taxonomique de l'espèce

1.3.1. Morphologie

1.3.2. Capacité de fixation d'azote

1.4. Résumé des exigences écologiques du G. max

Chapitre 2: Aperçu des pratiques culturales et utilisations du soja

2.1. Rotation

2.2. Préparation du sol et semis

2.3. Contrôle des adventices et fertilisation

2.4. Maladies et ravageurs

2.5. Rendement

2.6. Récolte

2.7. Composition et utilisations du soja

3.1. Besoins en eau

3.2. Apport d'eau et rendement de la culture

3.3 Absorption de l'eau

3.4. Irrigation et rendement

Chapitre 4 : Caractérisation hydrodynamique des sols

4.1. Transfert d'eau en milieu non saturé

4.1.1. Variables de base

4.1.2. Equation générale de l'écoulement de l'eau

4.2. Importance des courbes caractéristiques du sol

4.3. Direction d'écoulement de l'eau dans le sol

4.4. Bilan hydrique

4.5. Influence de la matière organique

DeUXIèMe PARTIe : METHODOLOGIE

5.1. Description du milieu d'étude

5.1.1. Les conditions climatiques.

5.1.2. Le sol

5.1.3. L'eau d'irrigation

5.2. Matériel

5.2.1. Matériel végétal et inoculum

5.2.2. Instruments de mesure

5.2.3. Les pratiques culturales

5.3. Méthodes d'étude

5.3.1. Le dispositif expérimental

5.3.2. Techniques de collecte des données

a) Au niveau de la plante

b) Au niveau du sol

5.4. Traitements et analyses statistiques des données

TROISIEME PARTIE: RESULTATS ET DISCUSSION

Chapitre 6: Les transferts hydriques

6.1. Evolution des apports d'eau

6.1.1. Pilotage de l'irrigation du soja

6.1.3 Evolution de la pluviométrie durant la période d'essai

6.2. La dynamique de l'eau dans les parcelles d'essai

6.2.1. Caractérisation hydrodynamique du sol d'étude

6.2.2. Etat de l'eau dans les parcelles d'essai

Conclusion partielle

6.3. Evaluation du bilan hydrique

6.3.1 Consommation d'eau à différents stades de développement du soja dans les parcelles non irriguées.

6.3.2 Consommation d'eau à différents stades de développement du soja dans les parcelles irriguées.

6.3.3 Evaluation du drainage

6.3.4 Proposition pour une amélioration de la gestion de l'eau en régime pluvial

Chapitre 7: Impact des traitements sur le comportement physiologique du soja

7.1. Evolution de la température au cours de la période d'essai

7.2. Evolution de l'humidité au cours de la période d'essai

7.3. Effet des traitements sur la croissance des plantes.

7.4. Effet des traitements sur le rendement et ses composantes.

Conclusion et suggestions

Références

ANNEXES

Annexe 1 : Etapes de l'inoculation des semences de soja par enrobage

Annexe 2: Tests statistiques